Mechanochemische Herstellung des TAPB TFB COF, begleitet von einer in situ Analyse am DESY Synchrotron, sowie die anschließende Untersuchung seiner Leistungsfähigkeit bei der Adsorption von PFAS.
Quelle: BAM
Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) sind eine Gruppe synthetischer, fluorierter Verbindungen, die in zahlreichen Alltagsprodukten wie antihaftbeschichteten Kochutensilien oder wasserabweisender Kleidung eingesetzt werden. Aufgrund ihrer außergewöhnlichen Stabilität und ihrer Resistenz gegenüber natürlicher Zersetzung werden sie auch als „Ewigkeitschemikalien“ bezeichnet. Über Jahrzehnte hinweg haben sie sich in der Umwelt angereichert und inzwischen auch das Trinkwasser belastet. Dies ist besonders besorgniserregend, da PFAS mit schwerwiegenden gesundheitlichen Risiken, darunter bestimmten Krebsarten, in Verbindung gebracht werden. Gleichzeitig sind herkömmliche Wasseraufbereitungstechnologien kaum in der Lage, PFAS wirksam zu entfernen – ein Umstand, der die Entwicklung neuer, leistungsfähiger Adsorptionsmaterialien dringend erforderlich macht.
Die vorgestellte Studie beschreibt die Synthese eines kristallinen, zweidimensionalen, iminverknüpften kovalenten organischen Gerüstmaterials (COF), das aus 1,3,5 Tris(4 aminophenyl)benzol (TAPB) und 1,3,5 Triformylbenzol (TFB) aufgebaut ist. Das TAPB TFB COF wurde mittels mechanochemischer Synthese hergestellt – einer umweltfreundlichen Alternative zu klassischen solvothermalen Verfahren. Die Synthesebedingungen wurden in situ an der µSpot Beamline des BESSY II Synchrotrons optimiert, wodurch sich die Reaktionszeit im Vergleich zur solvothermalen Methode von drei Tagen auf lediglich 90 Minuten verkürzen ließ.
Zukünftige Arbeiten zielen darauf ab, die grundlegenden Mechanismen zu klären, die eine selektive Adsorption von PFAS ermöglichen. Die Weiterentwicklung neuer Materialien auf Basis grüner Mechanochemie soll langfristig zu Designprinzipien führen, die den Weg für leistungsfähige Filtermaterialien ebnen – mit dem Ziel, PFAS Belastungen nachhaltig und effizient zu reduzieren.
Mechanochemically Synthesized Covalent Organic Framework Effectively Captures PFAS Contaminants
Maroof Arshadul Hoque, Thomas Sommerfeld, Jan Lisec, Prasenjit Das, Carsten Prinz, Christian Heinekamp, Tomislav Stolar, Martin Etter, David Rosenberger, Janine George, Biswajit Bhattacharya, Franziska Emmerling
Small: Volume 21, Issue 44, 2025