中美科学家研究出新方法,用光活化催化剂分解永久化学品PFAS

2024-11-21 11:00:22来源:北方时空

近期,《自然》这本国际知名学术期刊在同一期上发布了两篇化学研究论文,引起了广泛关注。中美两国科学家分别提出了创新方法,能够利用光活化催化剂来分解多氟/全氟烷基物质(PFAS),这类物质被称为“永久化学品”。这一发现无疑为化学领域以及关注环境问题的公众带来了一项重要成果。

中美科研成果概述

国际局势下,中美两国在科研领域维持着既竞争又合作的态势。特别是在分解PFAS的研究领域,双方均取得了显著进展。据中新网11月21日报道,中美科学家在这一领域的研究成果同步发布。面对全球环境问题日益加剧的背景,对PFAS这类持久性环境物质的分解技术研究显得尤为重要。

目前,PFAS等化学物质在环境中的累积已对生态系统造成了多方面的负面影响。中美科学家研发的新技术为解决此问题开辟了新的途径,这在科研成果上为全球带来了新的希望。

PFAS的特性与问题

PFAS具备多种优异特性,包括卓越的耐用性、出色的防水、防油、防污渍以及隔热性能。这些特性使得PFAS在众多日常用品中得到了广泛应用。例如,不粘锅等产品就可能含有PFAS。然而,正是这种耐用性,导致其内部的碳-氟键难以被分解。

PFAS的难以分解特性使得其在环境中长期存在,因而得名“永久化学品”。目前,针对PFAS的回收技术极为有限,且往往需要借助强效化学物质或极高温度,这不仅导致高昂的成本,还可能引发额外的环境风险。

中国科学家的研究成果

康彦彪教授领导下的中国科学技术大学研究团队,与同事及合作伙伴齐心协力,提出了一种创新方法。该方法于11月21日在《自然》杂志发表,涉及一种新型光活化催化剂,用于分解PFAS化学品。该催化剂具备吸收光能的特性,并将光能转化为能量,有效断裂PFAS中强烈的碳-氟键。

实验表明,这些反应的温度范围介于40°C至60°C。在具体实验中,使用聚四氟乙烯(属于PFAS类)作为实验材料时,其会分解成碳和氟化盐。不仅如此,研究人员还成功将全氟化碳、全氟辛烷磺酸及多氟辛酸分解为碳酸盐、甲酸盐、草酸盐和三氟乙酸盐。此外,他们还实现了氟化物以盐的形式便捷回收。然而,目前仍需进一步研究适用于低温光活化的催化剂。

美国科罗拉多州立大学的GarretM.Miyake及其团队取得显著成果。他们提出了一种新颖的方法,利用特定的光吸收催化剂来分解该永久化学品。该催化剂与四正丁基氟化铵结合,能够有效吸收蓝光。

这种催化剂的独特性体现在其分解PFAS中碳氟键的能力,其工作原理依赖于现有化学物质,因而有望成为处理这些持久性化学品的新兴有效途径。此举为全球化学研究提供了新的研究方向,丰富了研究思路。

研究成果的意义

环境保护视角下,若这两种创新技术得以广泛实施,将显著降低PFAS在环境中的积聚。此举对未来生态环境的恢复具有正面影响,并能有效减少PFAS对土壤、水资源等造成的污染风险。

从科学发展的视角来看,化学领域在分解难以降解物质方面取得了新的进展,这一成果能够激发更多科研人员投身于相关研究。同时,它也为后续可能的研究提供了新的研究基础,甚至可能触发一系列连锁反应,从而催生更多关于化学物质处理的科研成果。

未来研究方向与期待

中美科学家在该领域已取得显著进展,然而,仍存在诸多需持续攻关的领域。例如,中国科学家正致力于探索适用于相对低温条件下的光活化催化剂。而美国科学家所采用的方法,尚需通过更多实验进行验证和优化。

关于后续研究的发展方向,我们充满期待。期望全球科研力量能够携手合作,对这两种新方法进行深入研究与完善。同时,我们希望人们在目睹这些科研成果时,能够反思自己对环境保护应承担的责任。您是否对这两种新方法能迅速应用于改善环境抱有期待?