全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)是一类广泛的化学品,具有出色的稳定性和耐水耐热性,这主要归功于其强大的碳氟键。这使得它们成为从不粘锅到消防泡沫和防水服等各种产品的完美选择。
但是,这些超强的粘合剂也有一个缺点--由于它们不会分解,这些化学物质往往会"永远"徘徊在环境中,因此也有了这个绰号。更糟糕的是,当它们在人体内积累时,就会与糖尿病、生育问题、各种癌症、免疫系统紊乱和许多其他健康问题联系在一起。
科学家们开发出一种新反应,可在数小时内100%分解有毒的永久性化学物质
现在,日本立命馆大学的科学家们开发出了一种分解全氟辛烷磺酸的新方法。硫化镉(CdS)的半导体纳米晶体(其中一些掺杂了铜)是溶液中的活性成分,溶液中还含有水、一种名为三乙醇胺(TEOA)的化合物,当然还有待处理的全氟辛烷磺酸(PFAS)化学物质。
当溶液暴露在波长为 405 纳米的 LED 灯下时,纳米晶体会被激发,导致全氟辛烷磺酸分子粘附在其表面。与此同时,电子在溶液中产生并被激发,直至将氟离子从 PFAS 分子中清除,从而断开这些坚固的键。
在测试中,这种方法在短短 8 小时内就成功地 100% 分解了一种名为全氟辛烷磺酸的全氟辛烷磺酸。另一种名为 Nafion 的物质在 24 小时内分解了 81%。这是在温度仅为 38 °C(100 °F)的条件下实现的,远低于通常所需的 400 °C(752 °F)。该技术还能回收氟离子,使其能够重新用于其他工业应用。
这项技术与其他许多使用催化剂分解全氟辛烷磺酸分子的技术类似,但通常需要紫外线,而且温度往往更高。其他研究小组利用超临界水、磁性颗粒、氢气或氮化硼成功地进行了类似的反应。归根结底,拥有多种分解 PFAS 的选择可能是最好的解决方案。
该研究成果发表在《Angewandte Chemie International Edition》杂志上。