新方法可在室溫下快速分解有毒的”永久化學品”(PFAS)
日本科學家開發出一種新方法,可在室溫下快速分解有毒的”永久化學物質”。該技術可在一夜之間100%地分解某些類型的此類污染物,並回收一些有用成分以供再利用。
全氟烷基和多氟烷基物質(PFAS)是一類廣泛的化學品,具有出色的穩定性和耐水耐熱性,這主要歸功於其強大的碳氟鍵。這使得它們成為從不沾鍋到消防泡沫和防水服等各種產品的完美選擇。
但是,這些超強的黏合劑也有一個缺點–由於它們不會分解,這些化學物質往往會”永遠”徘徊在環境中,因此也有了這個綽號。更糟的是,當它們在人體內累積時,就會與糖尿病、生育問題、各種癌症、免疫系統失調和許多其他健康問題聯繫在一起。
科學家開發出一種新反應,可在數小時內100%分解有毒的永久性化學物質
現在,日本立命館大學的科學家們開發了一種分解全氟辛烷磺酸的新方法。硫化鎘(CdS)的半導體奈米晶體(其中一些摻雜了銅)是溶液中的活性成分,溶液中還含有水、一種名為三乙醇胺(TEOA)的化合物,當然還有待處理的全氟辛烷磺酸(PFAS)化學物質。
當溶液暴露在波長405 奈米的LED 燈下時,奈米晶體會被激發,導致全氟辛烷磺酸分子黏附在其表面。同時,電子在溶液中產生並被激發,直到將氟離子從PFAS 分子中清除,從而斷開這些堅固的鍵。
在測試中,這種方法在短短8 小時內就成功地100% 分解了一種名為全氟辛烷磺酸的全氟辛烷磺酸。另一種名為Nafion 的物質在24 小時內分解了81%。這是在溫度僅為38 °C(100 °F)的條件下實現的,遠低於通常所需的400 °C(752 °F)。該技術還能回收氟離子,使其能夠重新用於其他工業應用。
這項技術與其他許多使用催化劑分解全氟辛烷磺酸分子的技術類似,但通常需要紫外線,而且溫度往往更高。其他研究小組則利用超臨界水、磁性顆粒、氫氣或氮化硼成功地進行了類似的反應。歸根結底,擁有多種分解PFAS 的選擇可能是最好的解決方案。
這項研究成果發表在《Angewandte Chemie International Edition》期刊。