我的新闻

地质材料在水环境污染整治方面的应用-以鈣蒙脫石吸附安米替林之機制为例


2019-01-14

         黏土矿物是地表及浅部地壳环境之重要组成,在水圈系统中可扮演重要角色,影响有机和无机化学组成之变化、迁移和交互作用,因此成为地球化学和环境科学研究或应用之重要对象。另一方面,现今药物和个人维护用品用量急剧增加,相关物质进入土壤和地下水系统之现象已成为普遍而广泛的现象,对人体健康和环境生态造成负面影响,甚或立即性危害。探讨黏土矿物与药物交互作用之行为特性与机制,对了解黏土矿物在药物分子在环境中之迁移和栖宿所扮演之角色,以及评估其移除药物分子之应用效能,为重要基础研究之一,其成果对于探索自然界中相似類型有机分子与黏土矿物之反应,亦有潜在价值。

以自然界极具开发潜能之常见黏土矿物-钙蒙脱石(Ca-montmorillonite)为环境材料,探讨其对安米替林(amitriptyline)抗忧郁药物之吸附行为与机制。现代社会对抗忧郁或抗沮丧药物之高度需求与使用,已使侦测或移除废水或地下水中之抗忧郁药物分子成为一个重要的新兴研究议题。以往研究尚未能开发出移除水中抗忧郁药之高效能吸附剂,也尚未了解蒙脱石与抗忧郁药之交互作用行为及机制,因此,以抗忧郁常用处方药物三环结构amitriptyline为研究对象。

研究以多种amitriptyline浓度、pH、温度和離子强度之吸附实验和脱附離子浓度量测,以及荷载amitriptyline之钙蒙脱石的X光绕射与红外光谱分析资料,配合分子模拟计算,发现吸附行为遵行Langmuir等温吸附模式和准二级动力学模式(pseudo-second-order kinetic model),中性溶液中之最大吸附量可达330 mg/g (1.05 mmol/g),且可于2小时内达到平衡;吸附机制以阳離子交换为主,且涉及蒙脱石之层间插层作用(interlayer intercalation),高吸附量和低吸附量时,分别于蒙脱石层间形成双层和单层平躺amitriptyline分子之配置形态。不同温度分配系數计算热力学參數之结果显示此为一种吸热物理吸附作用,随温度升高增加吸附。这些结果显示钙蒙脱石与amitriptyline间可发生强烈吸附作用,钙蒙脱石可为移除amitriptyline之高效能天然矿物材料,且可为amitriptyline在土壤或地下水系统中之重要栖留处所。

本研究对天然黏土矿物材料钙蒙脱石与抗忧郁药amitriptyline交互作用之基础性质研究所获得的新资料与结論,具有创新而重要的学术參考价值与应用潜能,因此得以发表于强调新颖或创新之高影响力期刊Journal of Hazardous Materials

    钙蒙脱石之经济实用效能和无污染本质,以及对有机分子之强烈吸附性,值得进一步探讨其与其他或多种有机或无机物质之交互作用,了解及开发其环境科技应用潜能或新材料,也值得探讨天然环境中可類比此种作用的有机或无机物质与黏土矿物之间的可能反应关系或影响,此方面之基础学术与应用研究,仍有甚多发展空间与价值。



版权所有:西安交通大学 站点设计:网络信息中心 陕ICP备05001571号 IPhone版本下载 IPhone版本下载    Android版本下载 Android版本下载
欢迎您访问我们的网站,您是第 位访客
推荐分辨率1024*768以上 推荐浏览器IE7 Firefox 以上