多氟烷基和全氟烷基物质(PFASs)是一类重要的化学物质,因其优异的热稳定性、化学稳定性以及疏水疏油特性,被广泛应用于防水防油涂层、食品包装和工业润滑剂等领域。与传统的有机材料相比,PFASs具有更高的化学惰性和耐久性。然而,其惰性碳–氟(C–F)键也导致PFASs在环境和人体内的长期累积,难以降解,从而引发严重的安全与健康问题。此外,作为广泛应用的PFAS之一,聚四氟乙烯(PTFE)由于极高的热稳定性和化学稳定性,无法通过传统塑料回收方法处理,仅在500 °C以上条件下才能发生热解,这为其回收利用带来了巨大挑战。
鉴于此,来自南京工业大学的曲剑萍和中国科学技术大学的康彦彪等研究人员在PFASs的降解与回收研究中取得了重要进展。该团队设计并制备了一种具有高度扭曲结构的咔唑核超光还原剂KQGZ,成功实现了多种PFASs的光催化去氟反应。利用该方法,可以在40–60 °C的低温条件下降解PFASs,包括PTFE、全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)等。研究发现,PTFE的主要去氟产物为无定形碳和氟化物盐,而寡聚型PFASs则生成碳酸盐、甲酸盐和三氟乙酸盐等。此外,该方法通过回收氟元素为无机氟化物盐,为PFASs的资源化利用提供了一种新途径。
这一研究显著提高了PFASs的降解效率,特别是实现了PTFE的低温分解,为“永久性化学品”PFASs的回收利用提供了全新视角。相关工作不仅推动了光还原剂的开发,还为应对环境中PFASs的污染问题提供了重要理论依据和技术支持。