离解分子的方法和用途技术

已开发了选择性离解靶分子至组成上不同于靶分子的组分产物的方法，其中因为组分彼此之间不再反应，靶分子的键未重新形成。通过单独使用在频率和强度下的光或联合以在靶分子内有效地选择性断裂键的量的催化剂处理靶分子来影响离解。因为通过典型的还原-氧化机制方法不会进行，通过相反方法离解不会导致重新-缔合至靶分子，并且离解不会产生在并入氧或其它添加剂的氧化值或氧化态上有变化的组分产物。靶分子包括用于废物回收利用和处理、PCB修复、和靶向药物递送的氨。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于离解靶分子至离子或元素的方法。通过使用选择的离解或电离的单个或基团键能能够将该方法用于能量、再生、和各种其它应用，包括药物递送。
技术介绍
世界能源地貌很广阔和复杂。快速增长的全球人口导致对于电力生产和分布的增长的需求。目前正经历在工业化上积极尝试的新兴国家已经减少能量供给，并且全球范围增加能量价格。对诸如石油、天然气、和煤炭的非-再生的能源化石燃料的依赖导致温室气体排放物和其它空气污染物的危险水平。此外，从环境中用于获得化石燃料的方法(例如钻井和露天采矿)能够导致对周围生态环境的显著损害。面对增长的全球能量需求，为了预防进一步财政和环境损害，可再生能技术的发展是必要的。对于化石燃料的简单、性价比高、和广-范围的能量替代物将给予目前能量供应商有效的替代物，同时提供新兴国家未来能量基础设施计划的安全和性价比高的选择。病原体、除草剂、杀虫剂和其它不需要的材料的消除已经成为在土壤、空气、水 (海水和淡水)和城市系统中巨大的问题。例子为多氯联苯(PCB)，其通过含有PCB制造产品的处理引入环境中。直至1977年未受控制的PCB倾卸导致在水系统中PCB化合物的危险的水平，最终导致植物、动物和人毒性。目前用于去除来自废物场的污染物的方法包括焚化、水性溶液的超声波处理、辐射、热解、微生物消化、和化学处理。然而，所有这些方法都具有重大的缺点。焚化是有效的， 但是在吨的规模上为昂贵的。污染物的不完全的破坏能够导致需要进一步处理的第二污染物。焚化还具有可用于处理污染的液体和设备但不可用于处理污染的土壤的限制性。超声波修复技术(ultrasound remediation technique)能够处理基于液体的废物，但是形成需要进一步修复的中间体。使用Y辐射的脱氧的PCB的辐射使得化合物脱氯，从而得到无机氯化物、联二苯、和大量不加选择的和未知的中间体污染物。热解法是极度消耗能量的，并且还产生需要后-热解处理(post-pyrolytic treatment)的产物。生物分解是对于污染物的高度特异的但是慢的生物修复的形式，并且成功的生物修复处理能需要数周或数月。对于液体样品的修复方法包括过滤、沉积、反渗透、正向渗透、氧化/还原方法、电解、热辐射、辐射、热解、和酶催降解。上述方法的缺点与用于传统固体废物处理的那些方法类似，即，性价比高、高能量消耗、和需要进一步修复的显著的中间体和副产物形成。光催化氧化使用用于破坏在流体或空气中物质的光催化剂。有用的光催化剂通常是具有约3. 的室温带隙能量的半导体。当使用具有小于约385nm(UV)的波长的光子 (hv)辐射该材料时，带隙能量溢出，并且通过从价带至传导带的提升产生电子(e_)，这导致空穴OO的产生。只要再结合事件不会首先发生，所得的高反应性电子-空穴对具有在能够参与化学反应的光催化剂的空间-电荷区的使用期。当使用钛催化剂时，将机制假定如下Η++0Γ — · 0HTi4++e- —Ti3+Ti3++02ads - Ti4++02ads-· OH+污染物一氧化的污染物不期望的再结合反应h++e_ — hv或热W]羟基(-0H)和超-氧化物离子(O2ads-)是高反应性种类，其能够容易地氧化挥发性有机化合物和吸附在催化剂表面上的气溶胶。钛-催化的方法使用诸如在催化剂的表面上吸附的氧气的添加剂。该机制和方法导致氧化降解副产物的形成。在没有产生需要进一步修复的中间体或副产物下，对于处理在废料中能量的简单、性价比高方法存在需求。最终目标是用于将废物和其它污染的材料转化为能够用于能量或其它商业目的的有用的组分或惰性物质的方法。因此，本方法的目标是提供消除通过目前修复方法产生的氧化的副产物的方法。本方法的进一步目标是在没有产生需要进一步修复的中间体下，有效地和快速地离解废产物。本专利技术的另一目标是使用本方法的产物来产生能量。专利技术概述已开发了选择性离解靶分子至组成上不同于靶分子的组分产物的方法，其中因为组分彼此之间不再反应，靶分子的键未重新形成。通过单独使用在频率和强度下的光或联合以在靶分子内有效地选择性断裂键的量的催化剂处理靶分子来影响离解。通过相反方法该方法不会导致组分部分重新-缔合至靶分子内。因为通过典型的还原-氧化机制方法不会进行，通过氧化或还原方法、电子的交换、或在已并入氧或其它添加剂的分子的氧化态中的变化，该方法也不会制备组分产物。在优选的实施方案中，对于靶分子该方法是特异的，其为在复杂混合物中靶向分子提供机制。在另一实施方案中，该方法能进一步包括所得的组分产物的纯化。能将该方法用于修复废物或循环使用组分产物。尤其，能将该方法用于离解靶分子以产生氢气，能将所述氢气用作能量源。例子包括如在尿、肥料径流、和农业废物中的氨。在另一实施方案中， 将PCB快速、有效和性价比高地降解，从而制备作为反应仅有的副产物的联二苯和元素氯。 与母体PCB相比，联二苯为更加低毒和更好降解的。还能将该方法用于治疗、预防、和检测生物疾病和疾患。在优选的实施方案中，纳米粒子组合物包括化学疗法的生物活性剂，通过将其暴露于选择的能量频率和强度-离解能下来释放它。在另一实施方案中，使用该方法将细胞或微生物选择性杀死。附图说明图1是在光催化降解之后水性氨的降低百分率的条形图。使用下面催化剂获得结果Pt/Ti& (载钼的二氧化钛)、Ti& ( 二氧化钛)、Cu-AM0 (铜-掺杂无定形氧化锰、AMO (无定形氧化锰)、和Cu-Ce-Co (铜-铈-钴)。专利技术详述I.定义和机制通过吸收光子的能量将原子电离，所述能量等于或高于原子的电离能。通过已知作为多-光子电离的方法，低于原子的电离阈值的多个光子可联合它们的能量以电离原子。这些概念还可应用于分子。共振增强多-光子电离(REMPI)是分子经过单谐振或多-光子频率使得达到电子激发中间态的技术。然后将第二光子或多-光子射出电子激发的电子和电离分子。在具有不同的键离解能的分子的混合物中，一个化学键的选择性激活需要单色光源。例如，在含有N-H键(3. 9eV的键离解能)和C-H键(4. 3eV的键离解能)的化合物中， 4. OeV的特异的光子源专门地离解N-H键。本文所述的方法依赖两条主要的原则。第一原则是靶分子的离解需要断裂多个键。因此，通过给定的分子将多个光子或其它能量的源吸收。第二原则是使用用于离解的能量的具体选择(频率和强度)(本文中定义为促进能量)能够得到在复杂混合物中分子的离解。如本文所通用的"辐射"是指使样品经过粒子或能量的束或使用粒子或能量的束来处理样品。辐射包括任何形式的电磁辐射或声辐射。如本文所通用的"生物活性剂"是指在身体内局部作用或系统作用的任何生理上或药理上活性物质。生物活性剂是用于治疗(例如，治疗剂)、预防(例如，预防剂)、诊断 (例如，诊断剂)、治愈或减轻疾病或疾患的一种或多种症状的物质；影响身体的结构或能够的物质；或在将它们放置在预定的生理环境之后变成生物活性的或更有活性的前药。例子能够包括但不限于小-分子药物、肽、诸如抗体的蛋白质、糖、多糖、核苷酸、诸如适配体、 siRNA、和miRNA及其组合的寡核苷酸。如本文所通用的"键离解能"是指当键分裂时标准焓的变化。如本文所通用的〃键能〃是指在分子中键离解能的总本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·W·法斯，马修·D·W·法斯，
申请(专利权)人：法斯施塔格迈尔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：