【48812】武汉大学邓红兵教授陈朝吉教授团队AFM：纯甲壳素纳米纤维网络去除小标准微塑料

  微塑料现已无处不在，南极、深海、地下水、乃至人类胎盘中均有发现，对整个生态圈都造成了巨大要挟。现在微塑料的去除手法首要依靠污水处理厂阻拦，而污水处理厂仅对大于20 μm的微塑料有约72%的去除率，比较小的微塑料或者说纳米塑料的去除仍没有实践使用战略。吸附法是一种相对简略高效的办法，但传统的吸附资料难以去除直径小于3微米的微塑料，低本钱、高效率的小标准微塑料吸附资料开发已成为重要应战。生物质质料具有多级纤维结构、丰厚的官能团和杰出的生物相容性，且来历广泛、天然可降解、价格低，是官能团和多级结构的天然共存体，在构建高性能吸附资料方面极具潜力。

  近期，武汉大学资源与环境科学学院邓红兵教授/陈朝吉教授团队提出了一种自上而下的甲壳素“氢键诱导重排”战略（图1），以具有两种不同原生氢键网络的α-甲壳素和β-甲壳素为质料，诱导其原生氢键网络开裂再互相重建，两步快速构建了纯甲壳素纳米纤维海绵（β/α-CT）用于水中小标准微塑料的高效去除。该作业以“Highly Efficient, Recyclable Microplastic Adsorption Enabled by Chitin Hydrogen Bond Network Rearrangement”为题宣布在《 Advanced Functional Materials》上，文章一起榜首作者是武汉大学博士后吴洋和博士生叶成濠。该研讨得到国家自然科学基金委、湖北省要点研制方案项目和中心高校根本科研业务费专项资金项目的支撑。

  该海绵的制备过程中无需增加任何化学交联剂，且氢键重排诱导了甲壳素官能团（-OH、-CONH-、-NH 3 +）的活化和露出，使得该资料能够很多吸附微塑料，最高吸附容量可达411 mg/g，与已报导的同类型资料比较，吸附容量最高可达58倍，且具有非常好的本钱优势（图2）。该作业成功完成了生物质官能团-结构双保存聚集体资料的安稳构建，有利于生物质质料的最大化使用。

  为了探求甲壳素海绵的吸附机制，该作业对比了甲壳素与壳聚糖海绵（CS）的吸附才能。壳聚糖是甲壳素的脱乙酰产品，通常被以为比甲壳素更具活性，由于其带有更多的氨基，带电荷性也更强。但是，咱们的试验依据成果得出，在同等条件下，甲壳素海绵对微塑料的吸附才能是壳聚糖海绵的简直三倍。分子动力学和IGM模仿辅佐剖析发现甲壳素与聚苯乙烯的结合能要显着高于壳聚糖，而这种高的结合能首要来自于C-H-π/ O-H-π/C=O-π相互效果，标明甲壳素上的乙酰氨基发挥了很重要的效果（图3）。该作业在开发具有新式吸附机理和优异吸附才能的生物质吸附资料方面取得了发展，可为水环境中高危险、强藏匿的小标准微塑料去除供给思路。

  声明：仅代表作者自己观念，作者水平有限，如有不科学之处，请在下面进行留言纠正！