中國(guó)粉體網(wǎng)訊  近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所質(zhì)量安全課題組成功制備了新型三元仿生納米復(fù)合材料（LDH@PDA@MPNs），并解析了其結(jié)構(gòu)特征、農(nóng)業(yè)化學(xué)污染物吸附識(shí)別性能和控制去除機(jī)理。相關(guān)研究成果發(fā)表于《危險(xiǎn)材料雜志》（Journal of Hazardous Materials）。

研究表明，貽貝具有驚人的粘附性能和機(jī)械性能，這種超強(qiáng)粘彈性主要源于足腺分泌的粘蛋白，其可與三價(jià)鐵離子通過化學(xué)配位和共價(jià)交聯(lián)作用形成高分子網(wǎng)狀彈性聚合物。

受此啟發(fā)，研究團(tuán)隊(duì)通過自氧化聚合將多巴胺均勻修飾在二維層狀雙金屬氫氧化物表面，形成聚多巴胺仿生界面（LDH@PDA）；利用含兒茶酚基團(tuán)的單寧酸與三價(jià)鐵離子的金屬—有機(jī)絡(luò)合反應(yīng)，在聚多巴胺仿生界面上錨定具有多孔結(jié)構(gòu)的金屬—多酚網(wǎng)絡(luò)，借助PDA和金屬—多酚網(wǎng)絡(luò)的界面協(xié)同互作，賦予材料更多表面活性位點(diǎn)，進(jìn)而提升其粘附和吸附特性。

結(jié)合納米結(jié)構(gòu)表征和物理化學(xué)性能分析技術(shù)，該研究發(fā)現(xiàn)，新型三元仿生納米復(fù)合材料LDH@PDA@MPNs具有隨機(jī)卷曲顯微結(jié)構(gòu)和海綿狀或泡沫狀表層，與貽貝附足足絲—黏蛋白的生物有機(jī)界面構(gòu)造和微觀形貌十分相似。

研究結(jié)果還證實(shí)，該仿生材料可通過π-π共軛和氫鍵作用的協(xié)同識(shí)別原理，對(duì)農(nóng)業(yè)化學(xué)污染物孔雀石綠和結(jié)晶紫進(jìn)行高選擇性吸附。該團(tuán)隊(duì)揭示了其污染控制去除機(jī)理遵循Freundlich靜態(tài)吸附模型、偽二階動(dòng)力學(xué)吸附模型和熱力學(xué)自發(fā)吸熱過程，其最大吸附量分別為89.608 mg/g 和40.481 mg/g。

該研究為制備新型仿生納米吸附材料，研發(fā)污染控制去除技術(shù)，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全水平提供了新路徑。

該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系及中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的資助和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部蔬菜質(zhì)量安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126609

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）

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