阳光驱动催化剂高效分解水中和土壤中的永久化学物质PFAS
2026-02-27 11:31
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一项国际研究开发出阳光驱动的催化剂,能够将持久性化学污染物分解为危害较小的产物,为处理全球顽固的环境污染提供了新思路。这种基于碳的光催化剂专门针对多氟烷基物质(PFAS),这类物质广泛用于不粘锅、防水材料和化妆品等产品中。

PFAS具有极高的化学稳定性,难以在自然环境中降解,容易在水体、土壤和生物体内积累。尽管长期健康影响尚不完全明确,但已有研究将某些PFAS与癌症风险上升及其他健康问题关联起来。

新系统结合了氮化碳和一种名为PIM-1的刚性微孔聚合物,该聚合物有助于捕获PFAS分子在催化剂表面附近,利用光能驱动其分解过程。当暴露于光照时,光催化剂可将PFAS转化为二氧化碳和氟化物,后者常见于牙膏中,其环境持久性远低于PFAS。

该催化剂设计在中性pH条件下高效工作,适用于自然水系统环境。研究团队由巴斯大学领导,成员包括巴西圣保罗大学、苏格兰爱丁堡大学和威尔士斯旺西大学的科学家。

论文第一作者Fernanda C. O. L. Martins博士在巴斯大学实习期间参与了该项目,她表示:“PFAS用于许多产品,从防水服装到口红,但会在人体和环境中积累,产生毒性效应。我们的项目结合易于制备的碳基催化剂与PIM-1聚合物,使PFAS分解更高效,尤其是在中性pH值下,这在环境中自然存在。”

这种方法利用阳光而非高温或苛刻化学品,如果扩大规模,可能更具能效优势。目前技术仍处于原型阶段。除了分解PFAS外,团队认为相同原理可用于检测这些物质。由于降解过程释放氟化物,系统可改造为传感器,通过测量氟化物水平来指示PFAS存在。

巴斯大学化学系及可持续性与气候变化研究所的Frank Marken教授领导了项目,他指出:“目前检测PFAS非常困难,需要在专业实验室使用昂贵设备。我们希望技术未来能用于简单便携式传感器,在实验室外检测环境中PFAS水平较高的区域。”

研究人员正寻求工业合作伙伴以扩大规模和优化催化剂应用。如果成功,该技术可为受PFAS污染影响的社区提供修复工具和低成本监测方案。研究已发表在《RSC Advances》期刊上。

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