碳纳米管复合垫作为极性有机污染物的快速平衡无源采样器

　　Environ。Sci。Technol。：聚合物纳米纤维碳纳米管复合垫作为极性有机污染物的快速平衡无源采样器
　　DOI：10。1021acs。est。0c00609为提高聚合物电纺纳米纤维毡（ENMs）在水中平衡无源采样应用中的性能，研究者将两种类型的多壁碳纳米管（CNTs；含和不含有表面羧基）集成到聚丙烯腈（PAN）和聚苯乙烯（PS）ENMs中。对于11种极性和中等疏水性化合物（0。07logKOW3。13），在非混合ENMCNT系统中，0。8天之内即可达到90的平衡吸收（t90值）。ENMCNTs的吸附容量是纯聚合物ENMs的2至50倍，其平衡分配系数（KENMW值）在1。4至3。1个log单位（Lkg）之间，具体取决于聚合物类型（亲水性PAN或疏水性PS）、CNT负载（即，值随CNT的重量百分比（wt）而增加）和CNT类型（即，羧基化CNTs复合材料的吸收量更大）。在爱荷华州北部Liberty的MuddyCreek现场部署过程中，最佳ENMCNTs（含20wt羧基化CNTs的PAN）在地表水中产生的莠去津浓度与同一天抓取样本的分析结果相比有40的差异。当比较ENMCNT采样器结果以获取在部署后1周内收集的样本数据时，研究者还观察到平均百分比差异为30（20）。ENMCNT平衡无源采样器具有快速、高容量吸收和小材料占用的优点，是传统集成无源采样器的一种有前途的替代方法，同时也为大容量抓取采样提供了便利。
　　图1。ENMCNT复合材料的SEM图像。显示了（a，b）COOHCNTPAN和（c，d）NFCNTPS的图像。右栏中的图像对应于（a）和（c）中带有黑框的区域。箭头指示由于存在本文中所述的CNTs而导致的特定形态特征。
　　图2。（a）莠去津、（b）咖啡因、（c）敌草隆、（d）异丙甲草胺和（e）2，4D在PAN和CNT修饰PAN的ENMs上的吸收曲线。数据表示每千克垫子中化学物质的克数（g），随时间的推移累积到ENMs中的质量，通过使用甲醇从ENM中化学提取来量化。由于大多数化合物从甲醇中提取的质量回收率通常很好（对于PAN基ENMs，平均回收率大于80），因此未对值进行校正以解决回收不完全的问题。实线表示通过非线性最小二乘法回归分析获得的一室模型拟合（请参见表S9）。（f）莠去津和敌草隆的logKENMW（Lkg）值与NFCNT和COOHCNT质量负载（wt）的关系。虚线表示对实验数据的平均值（p值0。02，相关系数（R2值）0。97）进行线性回归（最小二乘法）的结果。实验条件：pH7（1mM磷酸盐）；异丙甲草胺的初始浓度：7。1mgL，莠去津：5。4mgL，2，4D：5。5mgL，咖啡因：4。8mgL，敌草隆：5。8mgL；ENM负载量：1。25gL。实验是在静态（无混合）条件下进行的。不确定度代表三个重复实验的标准偏差。
　　图3。（a）PAN基ENMs和（b）PS基ENMs的logKENMW值的比较。显示了纯聚合物（黑色）以及由NFCNT（红色）和COOHCNT（蓝色）制成的复合材料的数据。不确定度表示至少重复三次的标准偏差。注意：带有星号的化学药品在PAN和PS上的logKENMW值小于累积到ENM中的总水量的5。由于未观察到统计学上的显著摄取，因此未报告含PS的2，4D的LogKENMW值（参见表S12）。
　　图4。通过ENMCNT复合材料和主动采样（抓样分析）测量的爱荷华州北部Liberty的MuddyCreek的莠去津浓度（ngL）。（a）使用的三种采样方法在整个采样期间的箱形图。箱形图包括最大值、第75个百分位数、中位数、第25个百分位数和最小值。（b）不同取样事件中莠去津测量值的时间分布。USGS收集的抓斗样本的分析结果以白色显示，而蓝色和红色的结果分别对应于使用COOHCNTPAN和NFCNTPAN（分别在20wtCNT负载下）收集的数据。表S19中提供了所有数据。未显示使用NFCNTPAN于2018年4月11日收集的样品的结果，因为在现场空白区域检测到莠去津，表明可能存在污染。
　　来源：易丝帮
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