一种相对温和的新型清理方法据称通过结合简单的化学溶液和可见 LED 光,在一夜之间根除了某些“持久性有机污染物”的 100%。上个月发表在《Angewandte Chemie International Edition》杂志上的研究结果还表明,这项突破有效地分离了氟离子以便回收利用,而氟离子是清洁能源生产和制药的关键成分。
与微塑料一样,全氟和多氟烷基物质 (PFAS)被认为是当今最紧迫的环境污染物之一。这些“持久性有机污染物”因其寿命长以及出色的耐热性和防水性而闻名,自 1938 年特氟龙问世以来,它们已被发现存在于从不粘锅具、消防泡沫到服装的各种物品中(更不用说人体内部)。不幸的是,越来越多的证据表明 PFAS 及其微塑料亲属会导致无数健康问题,例如激素紊乱和癌症。正如其名称所示,这些“持久性有机污染物”的累积将会在南极洲这样偏远的环境中存在数代,除非得到解决。

尽管最近在安全处理废弃 PFAS 方面取得了一些进展,但这些方法通常成本高昂、能耗大且复杂。然而,日本立命馆大学研究团队开发的新系统仅需 100 华氏度的“温和条件”。虽然这对人类来说不是最舒适的温度,但远低于目前分解大多数 PFAS 所需的平均 752 华氏度。
据New Atlas 报道,该团队首先使用半导体纳米晶体硫化镉(CdS)制成一种溶液,其中一些经过铜改性,并加入三乙醇胺(TEOA)化合物和水。然后将 PFAS(在此案例中为全氟辛烷磺酸,PFOS)混合到溶液中,并暴露于 405 纳米波长的 LED 光下较长时间,以引发光催化反应。在此阶段,纳米晶体被激发并吸引 PFOS 分子。与此同时,电子也被激发并聚集足够的能量,与分子发生化学反应,分解其碳-氟键,从而允许去除持久性有机污染物的氟离子。
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在暴露于可见 LED 光仅八小时后,研究人员在 PFOS 样品中实现了 100% 的脱氟。该团队在辐照 24 小时后,还成功地从 Nafion 中去除了 81% 的氟离子。Nafion 是一种含氟聚合物,常被用作电解和电池中的离子交换膜。
立命馆大学应用化学教授、研究主要作者 Yoichi Kobayashi 在 7 月 23 日的相关声明中表示:“所提出的方法有望在温和的条件下有效分解各种全氟烷基物质。”他补充说,他相信进一步的优化将很快“为建立可持续的氟回收社会做出重大贡献”。