全氟烷基和多氟烷基物质通常被称为 PFAS 或"永恒的化学品"，是一组耐降解的合成化学品，因此被称为"永恒的化学品"，对环境和我们都构成了风险。目前提出的从水中去除有毒"永久化学物质"的方法，要么只能截留化学物质，要么只能将其分解。一项新的研究展示了一种既能快速又廉价地去除有毒化学物质的方法。
加拿大不列颠哥伦比亚大学（UBC）的化学工程师们提出了一种多合一的解决方案，可以捕获这些永恒的化学物质并将其分解为无害成分。最近发表的一项研究解释了他们的方法。
"众所周知，无论是在环境中还是在人体内，PFAS 都很难被分解，"该研究的共同通讯作者、UBC 应用科学学院化学与生物工程副教授 Johan Foster 博士说。"我们的系统将有可能在这些物质对我们的健康造成危害之前将其从供水系统中清除并销毁。
活性炭因其表面积大、对有机化合物的亲和力强，常用于吸附饮用水中的全氟辛烷磺酸。然而，活性炭的一个缺点是需要额外的步骤来处理吸附的化学物质。因此，研究人员转而开发一种就地销毁这些化学物质的方法。
光催化降解是一种利用光能分解全氟辛烷磺酸的有效方法。近年来，各种金属氧化物成为在紫外线照射下消除化学物质的潜在选择。为此，研究人员开发了一种氧化铁/石墨碳混合光催化剂，发现它能捕获 PFAS 化学物质并将其分解为无害成分。
福斯特说："整个过程相当快，这取决于要处理多少水。我们可以将大量的水通过这种催化剂，它将在快速的两步过程中吸附并破坏 PFAS。许多现有的解决方案只能吸附，而其他解决方案则是为了破坏化学物质。我们的催化剂系统可以同时做到这两点，使其成为解决全氟辛烷磺酸问题的长期解决方案，而不仅仅是将问题一拖再拖。"
显然，光催化剂需要光才能工作。不过，加拿大皇家学院的研究人员发现，他们的全氟辛酸消除系统并不需要像其他方法那样需要大量的紫外线。即使在弱光条件下，他们的系统也能去除 85% 以上的全氟辛酸 (PFOA)，这是全氟辛烷磺酸类中使用最广泛、研究最多的化学物质之一。
德国不来梅大学应用与物理化学研究所教授拉斐尔-莫雷拉（Raphaell Moreira）博士说："我们的催化剂不受理想条件的限制。它在不同紫外线强度下的有效性确保了它在不同环境下的适用性，包括光照有限的地区。"
研究人员认为，这种催化剂可用于全氟辛烷磺酸以外的污染物。莫雷拉说："虽然最初的实验侧重于全氟辛烷磺酸化合物，但催化剂的多功能性表明它有潜力去除其他类型的持久性污染物，为解决紧迫的水污染问题提供了一个前景广阔的解决方案。"
他们还认为，这种催化剂可以成为净化市政和工业用水系统的一种低成本、有效的方法。他们正在通过自己成立的 ReAct Materials 公司探索这种催化剂的商业价值。
福斯特说："我们的催化剂可以在短短三小时内消除水中高达 90% 的永久性化学物质，这比市场上的同类解决方案快得多。而且，由于它可以从森林或农场废弃物中生产，因此与目前使用的更复杂、更昂贵的方法相比，它更经济、更可持续。"
这项研究发表在《通信工程》杂志上。
编译自/ScitechDaily