[發明專利]一種能清除全氟污染物的金納米顆粒陣列

有效

• 申請號: 201410169811.4
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103979482A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 閆兵;郭聰聰;王飛;江翠娟;劉寅;李淑煥;翟淑梅;張秋;張斌
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B81B7/04
• 分類號: B81B7/04;B22F1/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術領域

本發明涉及一種金納米顆粒陣列，尤其涉及一種通過表面雙配位體協同作用能去除水中全氟污染物的金納米顆粒陣列；屬納米材料表面的功能化修飾技術領域。?

背景技術

納米材料和納米技術的迅速發展為環境污染中新型污染物的消除提供了新的機遇和選擇。納米材料和納米組裝技術具有獨特的納米效應和結構可調控性，可以衍生大量的反應平臺和通道應對污染物分子在水/納米材料界面獨特的物理化學行為，為經濟、有效、安全地解決重大水處理難題提供了科學技術支持。我國水資源缺乏，且污染形勢日益嚴重，極大地影響我國可持續發展戰略的實施。科學地保護、修復和再生寶貴的淡水資源一直是我國關系到國計民生的頭等大事。不同于傳統型污染物，雙親性、帶有長碳鏈的全氟化合物具有低濃度、高毒性、難降解的三大顯著特征，決定了這類新型污染物的環境效應和安全消除是當今國際水處理最迫切需要解決的關鍵科學問題。這類新型污染物，特別是和水中一般有機/無機物共存時，很難用傳統的物化方法(如沉降、吸附、反滲透、濕式氧化等)以及生化處理技術去除，需要提出或建立新型高效選擇性消除的原理和方法。現有研究表明，全氟污染物可以通過靜電作用、疏水作用和F-F作用與特定小分子發生相互作用。但是，經檢索通過表面連有可以與污染物同時發生靜電作用、疏水作用和F-F作用的兩類不同配位體的功能化金納米陣列尚未見報道。?

發明內容

針對現有方法和技術在去除全氟污染物過程中存在的問題，本發明的目的在于提供一種能清除全氟污染物(全氟辛烷磺酸鹽(PFOS))的功能化金納米顆粒陣列。?

本發明根據全氟類磺酸鹽一端是長全氟烷烴疏水鏈，另一端帶負電荷酸的結構特點，選用三種正電荷胺基末端、三種不同長度含氟烷烴鏈末端和三種不同長度烷烴鏈末端的化合物，采用組合方式連接金納米顆粒，合成了18種雙配位體修飾的功能化金納米材料。?

具體的，本發明所述能清除全氟污染物的金納米顆粒陣列，由表面連接胺類分子(提供靜電作用)和含烷烴鏈的分子(提供疏水作用)兩種配位體的金納米顆粒或表面連接有胺類分子(提供靜電作用)和含氟烷烴鏈的分子(提供疏水作用、F-F作用)兩種配位體的金納米顆粒構成；其特征在于：?

所述胺類分子是三種如下結構式的化合物，用SN01、SN02、SN03表示，?

所述含烷烴鏈的分子是三種如下結構式的化合物，用SH01、SH02、SH03表示，?

所述含氟烷烴鏈的分子是三種如下結構式的化合物，用SF01、SF02、SF03表示，?

所述配位體分子通過金硫鍵共價作用與金納米顆粒連接；所述能清除全氟污染物的金納米顆粒是粒徑為6.0±0.1納米的球形金納米顆粒；?

由上述胺類分子SN01、SN02或SN03分別與含烷烴鏈的分子SH01、SH02或SH03共連接金納米顆粒能合成9種能清除全氟污染物的金納米顆粒，分別以GNP-H1，GNP-H2，GNP-H3，GNP-H4，GNP-H5，GNP-H6，GNP-H7，GNP-H8，GNP-H9表示；?

由上述胺類分子SN01、SN02或SN03分別與含氟烷烴鏈的分子SF01、SF02或SF03共連接金納米顆粒能合成9種能清除全氟污染物的金納米顆粒，分別以GNP-F1，GNP-F2，GNP-F3，GNP-F4，GNP-F5，GNP-F6，GNP-F7，GNP-F8，GNP-F9表示。?

上述18種能清除全氟污染物的金納米顆粒化學結構式及命名見表1。?

表1：本發明所述金納米顆粒化學結構式、配位體分子結構式及命名?

上述三類配位體制備：(1)用不同的二胺(4,7-二氧-1,10-辛二胺、丙二胺、己二胺)與硫辛酸縮合得到三種胺類分子(SN01、SN02、SN03)；(2)將不同鏈長多氟酸(全氟戊酸、全氟辛酸、全氟癸酸)通過對氨基酚與硫辛酸連接起來得到三種不同含氟烷烴鏈的分子(SF01、SF02、SF03)；(3)將不同鏈長酸(正戊酸、正辛酸、正癸酸)通過對氨基酚與硫辛酸連接起來得到三種不同含烷烴鏈的分子(SH01、SH02、SH03)。?

進一步的，上述能清除全氟污染物的金納米顆粒優選是表面連接有胺類分子SN01、SN02或SN03和含氟烷烴鏈的分子SF01、SF02或SF03兩種配位體的金納米顆粒。?

為了更好地理解本發明的實質及其應用價值，下面以金納米顆粒的制備實驗、表征結果來說明該納米顆粒陣列表面配位體的不同，以及它們在清除水中全氟辛烷磺酸鹽能力的應用。?