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Adsorber Charge Dominates over Hydrophobic or Fluorophilic Functionalization in Influencing Adsorption of PFCA onto Polystyrene Resins

  • A systematic series of industrial-relevant polystyrene-based anion exchange resins that are functionalized with hydro- or fluorocarbon chains are compared regarding their adsorption behavior toward perfluorocarboxylic acids (PFCA) in respect to their charge, chain length, and type of chain. The results clearly show the dominance of electrostatic interactions in the adsorption process as uncharged adsorber materials showed no adsorption at all. In contrast, the charged adsorber materials showed in general a PFCA removal of 80% to 30% over the experiment depending on effluent fraction. Unexpectedly, for perfluorobutanoic acid (PFBA) the highest removal rate is found with consistently >90%. Despite observing significant benefits in the adsorption of PFCA for fluoroalkylated adsorbers in comparison to their non-fluorinated counterparts, this effect of fluoroalkylation is comparatively small and can not be clearly attributed to fluorophilic interactions between the fluoroalkyl chains.A systematic series of industrial-relevant polystyrene-based anion exchange resins that are functionalized with hydro- or fluorocarbon chains are compared regarding their adsorption behavior toward perfluorocarboxylic acids (PFCA) in respect to their charge, chain length, and type of chain. The results clearly show the dominance of electrostatic interactions in the adsorption process as uncharged adsorber materials showed no adsorption at all. In contrast, the charged adsorber materials showed in general a PFCA removal of 80% to 30% over the experiment depending on effluent fraction. Unexpectedly, for perfluorobutanoic acid (PFBA) the highest removal rate is found with consistently >90%. Despite observing significant benefits in the adsorption of PFCA for fluoroalkylated adsorbers in comparison to their non-fluorinated counterparts, this effect of fluoroalkylation is comparatively small and can not be clearly attributed to fluorophilic interactions between the fluoroalkyl chains. These findings help clarifying that the introduction of fluorocarbon moieties in adsorber materials is not necessary in order to remove fluorocarbon molecules from the environment.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Florian Junge, Philipp Wittwer, Thomas Sommerfeld, Lennart Gehrenkemper, Christian Zoister, Philip Nickl, Matthias Koch, Björn MeermannORCiD, Rainer HaagORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Advanced Materials Interfaces
Jahr der Erstveröffentlichung:2024
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.1 Anorganische Spurenanalytik
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.7 Organische Spuren- und Lebensmittelanalytik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:John Wiley & Sons
Verlagsort:Hoboken, New Jersey, USA
Aufsatznummer:2400199
Erste Seite:1
Letzte Seite:10
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
Freie Schlagwörter:Adsorption; Fluorophilic interactions; PFAS; Remediation
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
Umwelt
Umwelt / Umwelt-Material-Interaktionen
DOI:10.1002/admi.202400199
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-601883
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:06.06.2024
Referierte Publikation:Nein
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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