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图 1. F···F 相互作用的时间线及其在开发用于去除 PFAS 的氟吸附剂中的应用。
图 2. (a) 卤素···卤素相互作用的分类。(b) 分子间 F···F 接触的几何参数 (d、α 和 T) 的 CSD 搜索和统计分析。
图 3. (a) PFAS 分子在不同类型氟化表面上的吸附机制示意图。(b) 基于 F···F 相互作用和其他相互作用力的协同作用的 PFAS 去除机制。(c) 废氟吸附剂再生示意图(F-F 相互作用与静电力:甲醇/NaCl 混合溶液作为洗脱液)。F-F 相互作用与其他力:甲醇或丙酮基有机溶剂作为洗脱液)。
图 4. 基于 F···F 相互作用设计的不同类型的氟吸附剂。(a) 吸附能力显著增强的 F 氟化无机吸附剂(例如 LDF-CF)和 (b) 氟化有机吸附剂,例如具有不同 PFAS 去除性能的氟核水凝胶和离子氟凝胶。部分转载经参考文献 37 许可。版权所有 2022 Wiley-VCH。(c) 氟化骨架吸附剂,包括 MOF(例如 UiO-66-4F)和 COF(例如 FSQ-1)。(d) 氟化创新吸附剂,例如分子笼(例如 F-Cage 2)和基于 β-环糊精的聚合物。
主要发现
本研究的创新之处在于系统总结了F···F相互作用在选择性去除PFAS中的关键作用,特别是在竞争条件下显著增强了吸附效果。通过详细分析氟亲和吸附剂的设计、合成和氟化技术,作者揭示了如何利用F···F相互作用来提高PFAS的吸附选择性和效率,吸附效果比其他常规吸附剂高出多个数量级。文献还强调了结合先进的分析手段,如核磁共振(NMR)和密度泛函理论(DFT)计算,来进一步理解这些相互作用的机制。这一研究为氟亲和吸附剂的未来设计提供了方向,特别是可持续和成本效益的水处理技术的开发。此外,文献讨论了利用F···F相互作用开发高效吸附剂的挑战和机遇,呼吁更多研究专注于这一新兴领域的实际应用。
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