微液滴化學(xué)策略可高效清除水中全氟化合物
文章來(lái)源：中化新網(wǎng) 更新時(shí)間：2025-09-05 14:31:37
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近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員王峰、副研究員賈秀全團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院院士、生態(tài)環(huán)境研究中心研究員江桂斌團(tuán)隊(duì)利用微液滴在氣-液-固三相界面的接觸起電現(xiàn)象，開發(fā)出一種在水相溫和條件下高效礦化全氟辛酸（PFAS）的新策略，可有效避免二次污染物生成。
全氟化合物因具有難降解、可長(zhǎng)距離遷移、易生物累積以及具有潛在健康風(fēng)險(xiǎn)等特性，成為我國(guó)污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。現(xiàn)有PFAS降解技術(shù)通常需在苛刻條件下運(yùn)行，且存在降解不徹底（礦化率低）、生成短鏈PFAS副產(chǎn)物等局限性。
此前，該團(tuán)隊(duì)通過(guò)超聲驅(qū)動(dòng)水在微液滴、水汽及體相之間快速轉(zhuǎn)化，制備出具有交流電壓的“人造云”。基于此，該研究在“人造云”中引入硅酸鈣，并利用微液滴在氣-液-固三相界面的接觸電致化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了全氟辛酸高效礦化與氟離子固定。
研究人員通過(guò)理論計(jì)算并結(jié)合高分辨質(zhì)譜表征證實(shí)，微液滴界面產(chǎn)生的水合電子和自由基可導(dǎo)致全氟烷基鏈深度脫氟加氫，且該脫氟加氫路徑先于全氟烷基鏈的C-C鍵裂解路徑發(fā)生，從而抑制短鏈PFAS生成。結(jié)果表明，反應(yīng)6小時(shí)后，全氟辛酸接近完全礦化，碳收率大于98%，實(shí)現(xiàn)大于96%的氟離子去除率。繼續(xù)反應(yīng)24小時(shí)后，水中全氟羧酸濃度達(dá)到美國(guó)環(huán)保署和歐盟《飲用水指令》針對(duì)飲用水中PFAS濃度的最新要求。
該研究證實(shí)了微液滴界面可高效降解PFAS的能力，為新污染物治理提供了新策略，并深化了學(xué)界對(duì)持久性有機(jī)污染物在海-氣界面遷移與自然衰減機(jī)制的理解。
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