新成果实现水中氟化物高效降解

被称为“永久化学品”的全氟和多氟烷基物质（PFAS）因极难降解成为全球环境治理难题。记者2月9日从南开大学了解到，该校环境科学与工程学院孙红文、张鹏团队开发出一种基于铜离子配体—金属电荷转移的光化学新技术，在近紫外至可见光条件下，实现了水体中PFAS的高效、彻底降解。相关研究成果近期在线发表于国际期刊《自然·通讯》上。

PFAS因其优异的稳定性和疏水疏油特性，被广泛应用于不粘锅涂层、消防泡沫、防水纺织物等产品中。但也正因其分子中碳—氟键极其稳定，这类物质在自然环境中几乎无法分解，容易在水体和生物体内长期累积，并通过食物链放大，对人体健康和生态系统构成持续威胁。如何真正切断稳定的碳—氟键，实现PFAS的彻底无害化处理，一直是环境科学与工程领域公认的技术难题。

目前常用的PFAS处理技术各有局限。高级氧化还原、电化学等方法往往能耗较高、选择性不足，且容易产生更难处理的短链含氟副产物；吸附、膜分离等非破坏性技术虽然可以降低水体中PFAS的浓度，却只是将污染物转移，并未实现真正意义上的销毁。

此次，研究团队提出了一种全新的PFAS处理方法。在乙腈溶剂中，去质子化的PFAS分子可与铜离子形成稳定配合物。在365纳米LED光照射时，PFAS分子上的电子通过配体—金属电荷转移过程被激发并转移至铜离子中心，从而高效引发PFAS的脱羧反应，并进一步启动逐级“链缩短”的降解历程，最终实现彻底矿化。

实验结果显示，该方法具有极高的效率和彻底性。在乙腈溶剂中，仅需365纳米LED光照300分钟，即可实现全氟辛酸的100%降解和100%脱氟。对于通常更难处理的超短链PFAS，如三氟乙酸，该方法同样表现优异，在60分钟内即可实现99%以上的降解和脱氟。研究还证实，该方法对多种结构不同的PFAS具有良好适用性。

机理研究表明，该方法避免了非选择性副反应，实现了PFAS向二氧化碳和无机氟化物的定向、彻底转化。“这一过程的本质是‘精准激发’。”论文通讯作者之一、南开大学环境科学与工程学院副教授张鹏说，“我们利用PFAS自身作为配体与铜离子‘牵手’，光能直接作用于二者关键结合点，从而专一地完成降解的第一步，避免了传统方式的随机性和副反应。”

张鹏说，该方法不仅为PFAS污染提供了一种经济、高效且彻底的治理新路径，也为其他顽固污染物的精准降解提供了新的研究思路。（记者陈曦）

（科技日报）

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