Фторированные полимеры могут удалять фармацевтические препараты из сточных вод

Исследователи из Сеульского национального университета науки и технологий (SeoulTech) под руководством профессора Юхуна Хвана изучили фторированные ковалентные органические полимеры (FCOPs) в качестве адсорбентов для удаления распространённых бета-блокаторов — атенолола (ATL) и метопролола (MTL) — из воды. Эти стабильные фармацевтические препараты плохо удаляются на обычных очистных сооружениях и попадают в водоёмы, оказывая хроническое токсическое воздействие на водные организмы.

Материалы FCOP продемонстрировали выдающуюся адсорбционную эффективность, удалив 67,3% MTL и 70,4% ATL в первую минуту. Кривая адсорбции в зависимости от концентрации бета-блокаторов имела сигмовидную (S-образную) форму, указывая на переход от монослойной адсорбции при низких концентрациях к резко усиливающейся многослойной адсорбции при концентрациях выше 60 мг/л. Высокая эффективность сохранялась даже в реальных пробах воды с различными ионами.

Ключевыми механизмами необычно высокой производительности являются синергетические взаимодействия: сильные межмолекулярные взаимодействия благодаря атомам фтора, электростатические взаимодействия между положительно заряженными бета-блокаторами и отрицательно заряженным FCOP, а также гидрофобность полимера, способствующая агрегации молекул и многослойной адсорбции. «Наши выводы могут служить ценным фундаментом для проектирования адсорбентов следующего поколения», — отмечает профессор Хван.