博士生汪露在ACS Applied Materials & Interfaces上發(fā)表文章：Effective Formaldehyde Capture by Green Cyclodextrin-Based Metal-Organic Framework。
室內(nèi)空氣質(zhì)量對人體健康起著非常重要的作用，因為人們在室內(nèi)的時間超過80％。 甲醛（HCHO）是主要的室內(nèi)污染物，因為它是用于建筑和家具中常用的膠合板，刨花板和墻紙的粘合劑的關(guān)鍵化學(xué)物質(zhì)。例如在中國，所有新建或改建房屋中超過69.4％的室內(nèi)甲醛含量超過國家標(biāo)準(zhǔn)（0.1毫克/立方米）。易燃，無色氣體甲醛會刺激眼睛和上呼吸道黏膜。眾所周知，長期暴露于甲醛可引起鼻咽癌，妊娠綜合征，腦腫瘤，白血病等多種不良反應(yīng)。就HCHO的水平和暴露的人數(shù)而言，HCHO的清除是嚴重關(guān)切的。
已經(jīng)有許多研究表明，除去甲醛的常用方法是空氣交換法，物理吸附法，化學(xué)反應(yīng)法等等?？紤]到實用性和成本，采用化學(xué)反應(yīng)和物理吸附的方法，有兩種方法去除甲醛。 HCHO的光催化降解是去除HCHO的主要化學(xué)反應(yīng)。但是，這種氧化反應(yīng)需要紫外光源，使得室內(nèi)環(huán)境的實際效果差。吸附是在實際環(huán)境中去除甲醛的更方便，更有效的方法。設(shè)計了大量的物理吸附劑，如氧化鋁，活性炭，羥基磷灰石等。然而，由于HCHO是一種典型的極性分子，大多數(shù)這些吸附劑需要額外的修飾才能與極性基團連接。找到在室內(nèi)環(huán)境中高效去除HCHO的方法是迫切的。
金屬有機骨架（MOFs）是一類晶體多孔材料，由有機連接體有序連接的金屬離子組成。由于表面積大，有機功能豐富，孔隙率可調(diào)，使得科學(xué)家們獲得了越來越多的科學(xué)和技術(shù)興趣。它們在氣體儲存，分離，化學(xué)傳感，催化等方面具有極大的潛在應(yīng)用價值。 近年來，MOF也顯示出有毒氣體凈化空氣的潛力。Yaghi的小組合成了一系列具有不同金屬中心的MOFs，用于吸附有害氣體。Walton等人 修飾了四個不同官能團的MOFs，用于吸附氨。 但是，上面提到的MOF主要是由不可再生的石化產(chǎn)品，重金屬和有毒溶劑合成的。 此外，關(guān)于MOF去除甲醛的研究很少。
本工作采用濃度-時間曲線對吸附行為進行了表征，Y軸為HCHO濃度，X軸為檢測時間。可以看出，所有的CD都表現(xiàn)出適度的HCHO吸附能力，表明CD的空穴能夠與HCHO形成包合物。吸附速度為γ-CD>β-CD>α-CD。 CD-MOFs的HCHO吸附能力優(yōu)于CD分子，表明MOFs的開孔結(jié)構(gòu)有助于HCHO的吸附。據(jù)報道，α-CD-MOF-K具有左旋螺旋手性層結(jié)構(gòu)，其具有大孔（直徑為11A）和小孔（直徑為7A）。 β-CD-MOF-K含有碗狀孔（6A）和雙通道（5A）; γ-CD-MOF-K體心立方，孔徑分別為（7.8A和4.2A），CD-MOF孔徑均大于HCHO。 γ-CD-MOF-K的吸附速度和容量都比其他種類的材料高得多。在γ-CD-MOF-K的作用下，在15分鐘內(nèi)幾乎完全吸附了0.48mg / m3的HCHO。檢測是0.001毫克/立方米），而其他材料超過1小時吸附只有一半的甲醛，這意味著獨特的特點γ-CD-MOF-K使他們表現(xiàn)出優(yōu)秀的甲醛吸附能力。
γ-CDMOF-K的優(yōu)異的HCHO吸附性能被認為是多孔結(jié)構(gòu)和氫鍵與主客體相互作用的協(xié)同效應(yīng)的結(jié)果。 發(fā)現(xiàn)γ-CD-MOF-K中的HCHO吸附是一個放熱和自發(fā)的過程。 它符合Langmuir模型，取決于HCHO和γ-CD-MOF-K。 此外，γ-CD-MOF-K具有易加工性和“綠色”性等附加值，使γ-CD-MOF-K成為甲醛相對空氣凈化的良好選擇。
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http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.7b16520