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大連物化所新方法高效清除水中全氟化合物

   2025-09-05 中化新網(wǎng)

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核心提示:近日,中國科學(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)隊聯(lián)合中國科學(xué)院院士、生態(tài)環(huán)境研究中心研究員江桂斌團(tuán)隊利用

近日,中國科學(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)隊聯(lián)合中國科學(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、可長距離遷移、易生物累積以及具有潛在健康風(fēng)險等特性,成為我國污染防治攻堅戰(zhàn)的重點(diǎn)與難點(diǎn)?,F(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)隊通過超聲驅(qū)動水在微液滴、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。

研究人員通過理論計算并結(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小時后,水中全氟羧酸濃度達(dá)到美國環(huán)保署和歐盟《飲用水指令》針對飲用水中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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