Integration of metal organic framework nanoparticles into sodium alginate biopolymer-based three-dimensional membrane capsules for the efficient removal of toxic metal cations from water and real sewage.
アルギン酸ナトリウム（SA）生体高分子にUiO-66-OHおよびUiO-66-(OH)₂金属有機構造体（MOF）ナノ粒子を組み込んだ三次元膜カプセルを作製し、水および実廃水中のCu²⁺およびCd²⁺除去性能を評価した。FTIR・SEM・XRD・EDX・XPS分析により構造を確認し、pH・温度・初期濃度などの操作条件を最適化した。Langmuir等温線モデルによる最大単層吸着容量は、3-D SGMMCs-(OH)₂でCd²⁺が1375 mg/g、Cu²⁺が1575 mg/gに達した。6回の繰り返し使用後も80%以上の除去効率を維持し、実電気めっき廃水でも70%以上のCu²⁺除去を示した。
Zr-OHおよびBDCアロマティックリンカーのヒドロキシル基が内圏配位相互作用と芳香族配位子交換を介してCu²⁺・Cd²⁺を吸着し、静電相互作用およびイオン交換も主要除去機構として機能する。
細胞・分子レベルの基礎研究です。ヒトでの応用には吸入経路が最も有望な投与方法とされますが、吸入応用にあたっては爆発リスクを伴うため使用濃度に注意が必要です（LFL 実証値 10%、高濃度機は非推奨）。
詳しくは: