水汙染是全球最重要的環境問題之一。眾所周知，重金屬和有機汙染物等有毒有害物質會造成水汙染和水質惡化。近年來，水汙染已成為影響人類和其它生物健康的主要問題。水中的重金屬是有毒的，它們透過食物鏈在人體內積累而導致各種疾病。鉛是有害的重金屬之一，在乾燥的環境中它外觀為略帶藍色的明亮的銀色，通常會在骨骼中積累，也會影響人體器官系統。鉛中毒因接觸量和個人年齡而變化。鉛可透過人體的糞便和尿液排出，也可能在支架、頭髮、母乳和唾液中發現。由於對人體的毒性作用，必須將其從工業廢水中清除。為了有效、快速的分離廢水中的重金屬離子，人們做了大量研究工作並開發了各種方法。其中，吸附是最常用的清除重金屬的方法之一。由於吸附法簡單、經濟、高效而受到了廣泛關注。
奈米科技最重要的應用領域之一是廢水處理。近年來，科學家們一直在嘗試製備奈米顆粒（MNPs）等新材料，並已開發了許多新型環境友好和低價的奈米MNPs。與其它顆粒相比，MNPs具有獨特的物理和化學性質，近年來在環境保護應用中頗受關注。這些奈米顆粒具有強磁性，在外部磁場作用下易於從水中回收，不需要過濾或離心等處理。但由於較高的化學活性，它們在空氣中可被氧化，氧化反應會降低其極性與分散性。因此，用合適的材料（如二氧化矽、聚合物）進行表面塗覆，對保持其穩定性非常重要。
超支化聚合物具有均勻的結構，該類聚合物由核心、分支單元、末端功能基組成。分子結構中的功能基為樹狀聚合物的多樣性提供了保證。樹枝狀聚合物的聚合度由代數（G）表示，代數代表重複反應的迴圈次數。聚醯胺-胺類樹枝狀大分子，即PAMAM是一類特殊結構的聚合物，是目前的研究熱點之一，它是第一個被報道的樹枝狀大分子，具有廣泛的應用前景，如化學感測器、醫學診斷、藥物遞送系統等。PAMAM一般透過重複的兩步反應合成，第一步是透過Michael加成將丙烯酸甲酯（MA）與胺基反應，第二步是透過醯胺化將乙二胺或丙二胺與甲酯基反應。
PAMAM可用作配體去除廢水或水溶液中的重金屬離子或染料等有害物質。其支鏈結構中的功能基可透過配位、離子交換和螯合鍵等顯著增加對重金屬離子的吸附。有研究報道了PAMAM代數與吸附能力的關係。代數越高，結合位點密度就越高，吸附效率就越高。但代數越高，空阻也越大，吸附效率也會受到影響。
紫脲酸銨微溶於水，是紅紫色的粉末。它通常用於乙二胺四乙酸的滴定。除了用作金屬顯色指示劑外，它還可用作羥基、超氧自由基的有效清除劑。近年來，該試劑還作為一些金屬的顯色劑用於傳統分光光度法測定。在製備新型奈米吸附劑時，由於其分子結構中羰基的氮原子可與金屬離子反應，Mu可用作金屬離子結合劑。
近年來，磁分離被認為是去除重金屬的有效方法。許多研究報道了PAMAM樹枝狀大分子或紫脲酸銨功能化的磁性奈米粒子的製備及其在廢水處理中的應用，但仍迫切需要開發新型高效、環保、磁分離吸附劑以更有效、快速去除廢水中的重金屬離子。到目前為止，將氧化鐵磁性奈米粒子接枝端紫脲酸銨基的PAMAM樹枝狀大分子作為有效、具抗菌活性的鉛（II）吸附劑還鮮見報道。
土耳其Batman大學的SelmaEkinci等人制備了新型奈米尺寸、磁性核、環境友好的MNPs，將其封裝於端基為Mu的PAMAM，用於從水中清除鉛（II）。研究發現，所製備的吸附劑顯示出快速有效的吸附效果，且由於其具有磁性，吸附劑易於回收。吸附過程中，吸附劑結構中的O、N原子與鉛（II）之間具有靜電吸引作用，該吸附劑對水介質中鉛（II）的去除效率較高。並且對白色念珠菌、近平滑念球菌有抗菌活性。
圖1. 奈米吸附劑的製備
參考文獻：
Selma Ekinci*, Zülfiye Ilter, Selami Ercan, Ercan Çınar, Resit Çakmak. Heliyon, 2021, 7, e06600.
