南华大学成功利用水相自适应分子识别构建大环主体聚合物材料

新湖南客户端 2024-10-10 15:26:34

近年来，南华大学药学院王力立/杨留攀团队围绕“功能分子识别及其应用”这一重要研究方向持续攻关，在核素检测、手性识别、环境治理等领域取得了多项研究进展。近日，该团队利用水相自适应分子识别，成功构建了一种大环主体聚合物材料。相关研究成果以“Adaptive tetralactam macrocycle based polymers for efficient and rapid removal of organic micropollutants with wide scope”（基于自适应四内酰胺大环的聚合物，可高效快速地去除范围广泛的有机微污染物）为题，在高水平SCI期刊《 Chemical Engineering Journal 》（IF=13.3）上发表研究论文。文章第一作者为南华大学药学院邱钰和余珊，通讯作者为南华大学药学院姚欢、杨留攀和王力立。

随着工业化的逐渐发展，有机微污染物种类和数量的不断增加所造成的水污染问题日益严重。开发快速、高效、去除范围广的水净化方法成为一项意义重大的挑战。大环主体聚合物材料在水处理方面具有显著优势。一方面，大环主体聚合物材料可以通过多种非共价相互作用，如π-π相互作用、氢键相互作用、疏水相互作用等，实现对水中污染物的选择性吸附。另一方面，大环主体聚合物材料拥有可调控的孔隙率和结构，因此可以根据特定的污染物特性进行改造，增强材料对特定污染物的吸附能力。王力立/杨留攀团队发现四内酰胺大环具有良好的预组织和自适应腔体，使得聚合物吸附剂即使在极端条件下也能保持优异的吸附性能。此外，四内酰胺大环交联聚合物吸附剂在6次循环后仍易于再生且性能保持不变。因此，王力立/杨留攀团队采用自适应四内酰胺大循环制备交联聚合物吸附剂，用于快速高效地去除水中多种有机微污染物，包括染料、药物、农药和激素。这显示出其在医疗废水处理方面具有高效低成本处理的巨大潜力。在此项研究中该团队还构建了一系列氮掺杂的内功能化空腔，通过细微调控空腔结构来显著影响分子识别性能。此研究为分子识别领域的研究提供了重要的理论和实践基础。（韦柳珊）

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来源：新湖南客户端

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