相关环境毒剂分子基于MOFs的消解及其串（级）联传感检测体系

20240112

科学研究和技术服务业

环境毒性物质甲醛的消解技术，已进行较成熟的小试研究和较全面的性能测试研究。评估UiO-66-NADH/Fe-TCPP吸附及催化还原甲醛的选择性，选取了多种小分子化合物（乙醛、丙酮、丙醛、苯甲醛、乙醇）作为对照组，通过气相色谱仪测试了在加入UiO-66-NADH/Fe-TCPP后，每种底物浓度降低的程度。可以直观地看出，与UiO-66-NADH/Fe-TCPP反应后，甲醛的浓度降低了98.6%，乙醛、丙醛和丙酮的浓度略有下降，分别为16.2%、13.6%和9.0%。而苯甲醛和乙醇几乎没有明显的浓度降低。结果表明，UiO-66-NADH/Fe-TCPP对甲醛具有良好的吸附选择性和良好的催化还原性。30min使甲醛还原降低至97.8%，40min即可使甲醛还原降低至98.6%。UiO-66-NADH/Fe-TCPP可高效去除实际水样中的甲醛，30分钟，去除率最高可达98.52%。也实现UiO-66-NADH的回收和重复利用，我们还以g-C3N4为光催化剂，进行光催化再生研究。g-C3N4作为一种常见的光催化剂，随着光照与时间的延长，在1 h后催化效率达到最大并保持稳定，三次循环后对甲醛还原降低率仍高达97.2%。 新型的多功能Urea@MIL-100(Fe)/CI-MCC/SA水凝胶，用于化学去除和对含亚硝酸盐废水的同步荧光监测，Urea@MIL-100(Fe)/CI-MCC/SA水凝胶检测NO2-的最低检测限74 μM，响应时间为15min，响应线性范围为0-0.005 M。在去除条件为25℃，pH= 1.0-2.0，15分钟内，去除率达99.8%之高。

甲醛（CH2O，Formaldehyde，FA）化学性质活泼、结构简单，可参与许多化学反应，因而它被应用于工业社会的各种方面。甲醛是细胞原浆毒，有强烈的还原作用，对人体细胞功能损害较大，甲醛进入人体后可引起肺水肿，肝、肾充血及血管周围水肿。由于甲醛的残留，还会对肾脏造成损害。国际癌症研究机构(IARC)根据长期接触甲醛的工人因患鼻咽癌导致的同期群死亡率情况, 将甲醛定义为一种高致癌物。但是，第一：UiO-66-NADH/Fe-TCPP吸附及催化还原去除甲醛研究技术，尚没进行急毒、短毒性，致癌性试验。应按照国家现行要求，进行相关数据测试。 同时，如何形成产品或形成什么形态的产品，均需要设计和相关调查研究。 资金，场地，人员要求均需要根据产品规模进行配套。 亚硝酸盐（NO2-）对地下水的不利影响是众所周知的。工业产品的制造过程中经常使用多种亚硝酸盐。在许多国家，含有亚硝酸根的工业废水在未经净化的情况下排放到环境中。而过量摄入亚硝酸根会导致正常血红蛋白转化为高铁血红蛋白，从而导致血红蛋白携带氧气的能力不足。并且，亚硝酸根具有与胺反应形成致癌亚硝胺的能力。此外，亚硝酸根还对婴儿造成严重伤害，甚至导致窒息死亡。世界卫生组织建议饮用水中亚硝酸根的限值低于1 mg/L。因此，制备高效可靠的材料，用于去除和监测受污染水样中的亚硝酸根离子是非常重要的。 但是，第二，新型的多功能Urea@MIL-100(Fe)/CI-MCC/SA水凝胶，用于化学去除和对含亚硝酸盐废水的同步荧光监测，尚没进行急毒、短毒性，致癌性试验。应按照国家现行要求，进行相关数据测试。 同时，如何形成产品或形成什么形态的产品，均需要设计和相关调查研究。 资金，场地，人员要求均需要根据产品规模进行配套。

可国（境）内外转让

甲醛（CH2O，Formaldehyde，FA）化学性质活泼、结构简单，可参与许多化学反应，因而它被应用于工业社会的各种方面。甲醛是细胞原浆毒，有强烈的还原作用，对人体细胞功能损害较大，甲醛进入人体后可引起肺水肿，肝、肾充血及血管周围水肿。由于甲醛的残留，还会对肾脏造成损害。国际癌症研究机构(IARC) 将甲醛定义为一种高致癌物。 所以，第一：UiO-66-NADH/Fe-TCPP吸附及催化还原去除甲醛研究技术，可把产品形成喷雾剂，或固体粉末状吸收剂，或凝胶状吸收剂等产品型状。可形成工业用品和家庭用品等气态或液态甲醛消除消费品。 预计年产值可达2000-3000万元销售。 税前利润：300-500万元 亚硝酸盐（NO2-）对地下水的不利影响是众所周知的。工业产品的制造过程中经常使用多种亚硝酸盐。在许多国家，含有亚硝酸根的工业废水在未经净化的情况下排放到环境中。而过量摄入亚硝酸根会导致正常血红蛋白转化为高铁血红蛋白，从而导致血红蛋白携带氧气的能力不足。并且，亚硝酸根具有与胺反应形成致癌亚硝胺的能力。此外，亚硝酸根还对婴儿造成严重伤害，甚至导致窒息死亡。世界卫生组织建议饮用水中亚硝酸根的限值低于1 mg/L。 所以，第二，新型的多功能Urea@MIL-100(Fe)/CI-MCC/SA水凝胶，用于化学去除和对含亚硝酸盐废水的同步荧光监测，可把产品形成固体粉末状吸收消除剂，或凝胶状吸收剂，或离子透过膜等产品型状。可形成工业用品和家庭用品等亚硝酸根离子消除消费品。 预计年产值可达2000-3000万元销售。 税前利润：300-500万元

北京市自然科学基金面上项目

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

本研究受北京市自然科学基金项目支持，主要包括两大方面的技术突破研究：第一，环境毒剂毒物甲醛的智能检测示踪传感体系及消解技术；第二、环境毒剂毒物NO2- 的智能检测示踪传感体系及消解技术。 设计制备了纳米MOFs-NADH纳米材料，构建的UiO-66-NADH纳米材料，利用“孔道堵塞占位”的策略，可用于选择性捕获和限域还原水相和气相中的甲醛。由于NADH模拟物嵌入进了UiO-66-NH2的孔道内，孔内空间被全部或者部分填充，使其空间尺寸大小仅适合甲醛的分子尺寸，从而实现了对UiO-66-NH2孔径尺寸的调节，达到对甲醛和其他不同大小醛酮类分子的孔道吸附选择性。并在金属配合物的催化下，实现UiO-66-NADH对甲醛的还原去除。30min使甲醛还原降低至97.8%，40min即可使甲醛还原降低至98.6%，实际水样中的甲醛，30分钟，去除率最高可达98.52%。在光催化剂g-C3N4在的催化下进行UiO-66-NADH的再生研究。g-C3N4作为一种常见的光催化剂，随着光照与时间的延长，在1 h后催化效率达到最大并保持稳定，三次循环后对甲醛还原降低率仍高达97.2%。 开发研究了一种新型的多功能Urea@MIL-100(Fe)/CI-MCC/SA水凝胶，用于化学去除和对含亚硝酸盐废水的同步荧光监测。该水凝胶将尿素包埋在MIL-100(Fe)/CI-MCC/SA水凝胶中，作为亚硝酸盐的去除剂，通过将半花菁CI接枝到微晶纤维素上，作为溶液中pH变化的指示剂，以达间接检测亚硝酸盐的目的。Urea@MIL-100(Fe)/CI-MCC/SA水凝胶检测NO2-的最低检测限74 μM，响应时间为15min，响应线性范围为0-0.005 M。在去除条件为25℃，pH= 1.0-2.0，15分钟内，去除率达99.8%之高。