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图 1. (A) 3 种 PFCAs 和 3 种 PFSAs 在三种粒径分布的活性炭（AC75（0.075–0.15 mm）、AC150（0.15–0.50 mm）和 AC500（0.5–1.0 mm））上的吸附；星号表示含有相同氟化碳数的全氟烷基部分的相同 PFAS。(B) PFAS 在 AC75（Kd，AC75）和 AC500（Kd，AC500）上的吸附系数差异。
图 2. 短链和长链 PFAS 在 (A) AC500 (0.50–1.0 mm) 和 (B) AC75 (0.075–0.15 mm) 上的去除机理，存在孔隙堵塞效应。
图 3. 不存在孔隙堵塞效应时活性炭对短链和长链 PFAS 的可能吸附机理示意图；PFAS 在两相系统中发生的扩散机制（（A）阶段 1：液体边界层和（B）阶段 2：多孔活性炭）。
图 4. 表面相互作用（(A) 静电吸引和 (B) 氢键）和（(C) 疏水相互作用和 (D) 分配效应）控制短链和长链 PFAS 在活性炭表面亲水区和疏水区上的吸附。
主要发现
本文的创新之处在于揭示了短链PFAS在活性炭吸附过程中的低去除效率的根本机制。研究表明，长链PFAS由于其较强的疏水性，优先吸附在活性炭表面，甚至形成微胞，阻碍了短链PFAS的扩散。这一发现挑战了以往关于活性炭处理PFAS的简单假设，强调了在优化PFAS去除工艺时，不仅要考虑材料的孔隙结构，还应考虑PFAS的链长和功能基团对吸附过程的影响。此外，研究还发现活性炭粒径较小能够显著提高短链PFAS的去除效率，这为改进水处理技术提供了新的思路。通过深入分析PFAS的吸附动力学和热力学，本文为理解PFAS在水处理系统中的行为提供了重要的理论支持，并提出了在实际应用中优化处理条件的具体方向。
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