DOI: 10.1016/j.chemosphere.2021.131235

GenX是一种短链全氟烷基化学物质（PFAS），近年来，该物质因其成为一种危险的新型水体污染物而备受关注。然而，迄今为止，只有有限的研究成果能够解决水中GenX的修复问题。在本工作中，研究者探索了偕胺肟表面功能化电纺丝PAN纳米纤维材料作为吸附剂对水中GenX的去除性能。首先，将电纺丝PAN纳米纤维材料置于羟胺（ASFPAN10）中处理10分钟得到纳米纤维吸附剂，使用该吸附剂进行一次简单的过滤后，当pH=4、负载量为0.24g/L时，在100mg/L水溶液中实现了35％的GenX去除率，GenX的去除容量约为0.6mmol/g。机理研究表明，GenX在PAN纳米纤维吸附剂上的吸附主要归因于疏水相互作用以及CN三键和CF单键之间的偶极-偶极相互作用，而GenX在ASFPAN10纳米纤维吸附剂上的吸附主要归因于ASFPAN10带正电的C=N+（OH）-H和GenX带负电的COO-之间的库仑力。与PAN相比，ASFPAN10具有更高的亲水性，有利于水接近纳米纤维吸附剂表面，有利于提高GenX的去除效率。本研究首次为利用常见的经济材料有效修复水体中的短链PFAS指明了方向，尤其是在PFAS浓度较高的情况下。

图1.腈官能团与羟胺之间的化学反应。

图2.GenX溶液过滤示意图和过滤装置照片。

图3.GenX吸附之前（标记为1）和之后（标记为2）纳米纤维吸附剂的SEM图像：PAN（A），ASFPAN5（B）和ASFPAN10（C）。

图4.纳米纤维吸附剂上水滴的光学图像：PAN（A），ASFPAN5（B）和ASFPAN10（C）。

图5.PAN、ASFPAN5和ASFPAN10纳米纤维在pH=4、6和7时的Zeta电位。插图是酸性环境中带正电荷的偕胺肟官能团的示意图。

图6.GenX的UV吸收（A），以及在pH=4（B）和pH=6（C）时，10-100mg/L浓度范围内的校准曲线。

图7.在pH=4和pH=6以及不同负载量下，PAN、ASFPAN5和ASFPAN10纳米纤维吸附剂的GenX去除性能：（A）当纳米纤维吸附剂负载量为0.12g/L、0.24g/L和0.48g/L以及pH=4时的GenX去除效率；（B）当纳米纤维吸附剂负载量为0.12g/L、0.24g/L和0.48g/L以及pH=6时的GenX去除效率；（C）当纳米纤维吸附剂负载量为0.24g/L以及pH=4和6时，材料对GenX去除效率的影响；（D）pH值对负载量为0.24g/L的纳米纤维吸附剂的GenX去除效率的影响。

图8.当pH=4时，有和没有GenX吸附的纳米纤维吸附剂的FTIR光谱：（A）GenX全光谱（4,000-600cm-1）；（B）PAN全光谱（4,000-600cm-1）；（C）ASFPAN5全光谱（4,000-600cm-1）；（D）ASFPAN5（1,200-800cm-1）；（E）ASFPAN10全光谱（4,000-600cm-1）；（F）ASFPAN10（1,400-700cm-1）。所有FTIR光谱都基于以1,452cm-1为中心的CH2波段进行归一化，因为CH2不参与与GenX的相互作用。

图9.当pH=4时，（A）GenX吸附之前和（B）之后纳米纤维吸附剂的XPS光谱。