Биомиметическая фотодеградация глифосата в наноконфинированных пространствах, функционализированных карборанами

Удаление органофосфорных (OP) гербицидов из воды изучалось с использованием адсорбционного удаления, химического окисления, электроокисления, ферментативной деградации и фотодеградации. OP-гербицид глифосат (GP) является одним из наиболее широко применяемых гербицидов в мире, что приводит к его избыточному содержанию в сточных водах и почве. В условиях окружающей среды GP обычно разлагается до таких соединений, как аминометилфосфоновая кислота (AMPA) или саркозин, причем AMPA обладает более длительным периодом полураспада и токсичностью, сходной с токсичностью GP. Металлоорганические каркасы (MOF) представляют собой эффективные материалы для очистки воды от OP-гербицидов благодаря способности сочетать адсорбцию и фотоактивность в одном материале. В настоящей работе сообщается об использовании устойчивого MOF на основе Zr с карбоксилатным лигандом meta-карборана (mCB-MOF-2) для изучения адсорбции и фотодеградации GP. Максимальная адсорбционная емкость mCB-MOF-2 по отношению к GP составила 11,4 ммоль/г. Предполагается, что нековалентные межмолекулярные взаимодействия между лигандом на основе карборана и GP в микропорах mCB-MOF-2 обусловливают высокое сродство связывания и захват GP. После 24 ч облучения ультрафиолетовым и видимым (UV–vis) светом mCB-MOF-2 селективно превращает 69% GP в саркозин и ортофосфат, следуя ферментативному пути C–P-лиазы и обеспечивая биомиметическую фотодеградацию GP. Желательно избегать образования AMPA, поскольку он имеет более длительный период полураспада и токсичность, сходную с токсичностью GP. Исключительная адсорбционная емкость mCB-MOF-2 по отношению к GP и его биомиметическая фотодеградация до нетоксичного саркозина делают этот материал перспективным для удаления OP-гербицидов из воды.