立命馆大学的一个研究小组成功开发了一种在温和条件下分解已知难以分解的氟化合物的技术。

 全氟烷基化合物(PFAS)等含氟有机化合物具有优异的耐热性和耐化学性,已成为工业领域必不可少的材料。另一方面,由于其较强的碳氟键(CF键)而难以分解,其在环境中的长期持久性和生物累积性被认为是有问题的。尽管现有多种分解氟化合物的技术,但需要开发替代技术,因为它们需要高温、高压和强氧化剂等极端条件。

 在这种情况下,该研究小组首次利用半导体纳米晶体作为光催化剂,在室温常压下简单地照射可见LED光,成功地将PFAS分解为可回收的氟离子。利用该技术,全氟辛烷磺酸(PFOS)(一种更持久的PFAS)在八小时内完全分解为氟离子。每个纳米晶C-F键断裂的催化周转数达到8,表明具有高催化循环特性。 Nafion被称为高度稳定的含氟聚合物,利用该技术已实现1%的脱氟率。研究表明,这些分解的机制是由可见光照射和电子注入伴随俄歇复合使有机配体从纳米晶体表面脱离的复杂过程驱动的。

 该技术展示了在温和条件下有效光降解 PFAS 和氟树脂的新可能性,有望为创建可持续的氟回收社会做出贡献。目前,氟材料的原材料很多依赖进口,因此这一成果也将有助于提高氟自给率。此外,出于对环境污染和健康影响的考虑,有时会使用过滤器去除PFAS,但该技术也可以作为捕获PFAS的过滤器的再生技术,并有望用于多种行业。 。

纸张信息:【应用化学国际版】可见光下多光子驱动的持久性全氟烷基物质和聚合物光催化脱氟

立命馆大学

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