全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)通常被视为环境污染物，大多数研究聚焦于如何将其从环境中去除。然而，莱斯大学化学教授詹姆斯·图尔带领的团队则采取了一种不同的思路。由博士后研究员程毅领导的研究小组开发出一种新工艺，利用PFAS从高盐度卤水中提取锂。这项研究发表在《自然·水》期刊上。

研究团队从一种常见的PFAS废物入手。灭火泡沫中的PFAS通常使用颗粒活性炭(GAC)吸附去除，但吸附饱和后的含PFAS活性炭本身又成为一种新的废弃物。莱斯大学的研究人员没有将这种废料视为终点，而是将其用作原料。他们将吸附了PFAS的废活性炭加入含有多种盐类的高盐度卤水中。程毅解释：“这里，卤水的盐中含有有价值的阳离子——锂。废活性炭中含有被锁在PFAS分子内的氟阴离子。我们想释放氟，使其与释放的锂结合，从而收集生成的氟化锂。”

为实现这一目标，研究团队对混合物施加电热，迅速加热至1000摄氏度以上再快速冷却。这种极端且瞬时的条件使PFAS中的氟化物断裂化学键，与卤水中的锂等金属阳离子反应，生成包含氟化锂、氟化钙和氟化镁的混合盐。

分离氟化锂是关键步骤。研究人员利用氟化锂沸点(1676摄氏度)低于氟化镁(2260摄氏度)和氟化钙(2533摄氏度)的特性，通过控制电热条件，在数秒内将氟化锂蒸馏出来。最终，他们以99%的纯度回收了82%的可用氟化锂。

为验证其实用价值，研究团队将提取的氟化锂制成锂离子电池电解质进行测试。结果显示，使用回收氟化锂的电解质表现出更佳的稳定性和性能，证实该工艺能够产出电池级的锂源。

与目前商业化的卤水提锂方法相比，环境分析表明，这种基于PFAS的新工艺耗水量和能耗更少，对全球变暖的影响也更低。预计其运营成本更低，处理时间仅需数分钟。

程毅表示：“从卤水中提锂可能比传统采矿对环境更友好，但仍面临选择性、成本和水资源利用等挑战。我们看到了一个机会，利用PFAS中锁定的氟，通过一种快速、低影响的工艺回收锂。”

图尔总结道：“通过将废物视为潜在的有用化合物，我们能够将吸附PFAS的问题活性炭转化为可用于电池等领域的宝贵金属。这有望带来显著的环境、经济和效率效益。”

出版详情：标题：《用于从卤水中回收锂的废单和多氟烷基物质辅助闪蒸氟化反应》，发表于：《自然水》(2026)。期刊信息：《自然水》