全氟烷基物质(PFAS)是用途广泛的化学品。这些含氟有机分子是雨滴从户外夹克上滑落的原因。它们用于纸质食品包装的防油涂层，是灭火器泡沫和消防员穿戴的防护装备的关键成分。PFAS于20世纪40年代首次推出，从那时起，其使用的产品数量和领域呈天文数字增长。
这就是问题所在。由于它们非常惰性，并且没有可以分解的自然途径，因此这些高度持久的化学物质会在自然环境中积聚，给人类健康和环境带来问题。
现在，全氟辛烷磺酸(PFAS)已在全球各地被发现：水、土壤和空气中，植物、动物中，以及食物链末端的人类中。这些化学物质对健康造成多大风险尚不清楚。初步的实验动物研究表明，PFAS可能会损害生殖健康。显而易见的是，这些合成化合物不属于自然环境，当然也不属于生物体。因此，寻找降低环境中PFAS污染水平的方法是有意义的。
(资料图片)
但PFAS的修复既复杂又具有挑战性，而且所使用的工艺本身就会对环境和气候产生有害影响。在去除它们之前，必须先检测PFAS。仅需要少量的PFAS即可产生巨大的效果(例如食品包装中的超薄涂层)，这一事实并没有使检测变得更加容易。
传统上，PFAS是通过使用特殊膜或低成本活性炭吸附剂过滤从水中去除的。然而，从这些过滤系统中回收PFAS以便永久破坏它们，要么需要使用恶劣的化学条件，要么需要焚烧。
至少到目前为止都是这样。萨尔大学高分子化学教授MarkusGallei、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校教授晓苏及其博士生FrankHartmann(萨尔州)和PaolaBaldaguez(伊利诺伊州)领导的研究小组开发了一种新的电化学方法它可以从水中去除PFAS化学物质，然后有效地再次释放它们以进行销毁。
这种新的PFAS修复平台可以收集、识别并销毁这些氟化污染物，而无需焚烧过滤器。该研究发表在ACSAppliedMaterials&Interfaces杂志上。
在研究小组开发的方法中，由称为茂金属的含金属聚合物发挥核心作用。1951年，随着含铁分子二茂铁的发现，茂金属首次出现。从那时起，许多其他茂金属被报道。FrankHartmann、MarkusGallei和他们的国际团队发现，用二茂铁或更有效地用FrankHartmann合成的二茂钴功能化的电极能够去除水中甚至微量的PFAS分子。
但真正的关键在于，如果对二茂铁或二茂钴金属聚合物施加电压，它们可以“切换”其电状态并释放先前捕获的PFAS分子。弗兰克·哈特曼(FrankHartmann)表示：“钴在这方面的表现明显优于铁。”
“我们找到了一种方法，可以有效地从水中去除PFAS，然后再次释放，从而有效地再生电极以供进一步使用。与活性炭过滤器不同，一旦活性炭过滤器被PFAS分子饱和，我就必须将其销毁，我如果我愿意的话，可以切换茂金属一千次，”MarkusGallei总结了这项研究工作的意义时说道。
奠定了基础后，伊利诺伊大学的弗兰克·哈特曼(FrankHartmann)、马库斯·加莱(MarkusGallei)和他们的同事现在正在寻求大规模开发，以促进从河流和海洋中清除这些高度持久的污染物。
标签：
