经久以来，主流的 PFAS 去除技巧重要依附吸附：应用活性炭或离子交换树脂等材料让 PFAS 黏附其上，再将吸附剂集中处理。然而，这些办法往往存在效力低、处理速度慢、容量有限，以及在后续处理过程中产生二次废料等问题。莱斯大年夜学乔治·R·布朗工程与计算学院传授迈克尔·S·王指出，现有办法“太慢、效力太低，并且会产生额外放弃物”，难以支撑经久且大年夜范围的治理需求。
PFAS 是自上世纪 40 年代以来广泛用于特氟龙不粘涂层、防水服装和食物包装等日常产品的人造化学物质，因具有耐热、防油、防水等长处而大年夜量应用，但也正因为极难降解，被称为“永远化学品”。今朝，PFAS 已经在全球的水体、泥土和空气中广泛检出，相干研究注解，裸露于这类物质与肝毁伤、生殖问题、免疫体系混乱以及某些癌症风险上升有关，使其治理成为情况范畴的凸起难题。
本次研究的冲破来自一种铜–铝层状双氢氧化物（LDH）材料，这一体系最早由韩国科学技巧院（KAIST）的金建汉在 2021 年作为研究生时代发明。莱斯大年夜学博士后研究员钟永坤在进一步实验中发明，个中一类含硝酸根的配方对 PFAS 表示出异常强的吸附机能。据他介绍，这种 LDH 对 PFAS 的捕获才能比其他材料赶过 1000 倍以上，并且感化速度极快，在数分钟内即可去除大年夜量 PFAS，比市售活性炭滤材快约 100 倍。
研究团队指出，这种材料之所以高效，关键在于其内部高度有序的铜–铝层状构造以及稍微的电荷不均衡，为 PFAS 分子的结合供给了“又快又牢”的幻想微情况。在后续测试中，研究人员分别在河水、自来水和废水等真实水样中验证了其机能，无论是静态处理照样持续流动体系，这种 LDH 都表示出稳定而优良的去除后果，显示出在市政给水和工业废水治理中的工程应用潜力。
针对 PFAS 治理中的另一大年夜难题——彻底烧毁污染物，团队同样给出了新思路。钟永坤与莱斯大年夜学佩德罗·阿尔瓦雷斯和詹姆斯·图尔合作，开辟出一套热分化工艺：将吸附饱和的 LDH 与碳酸钙一路加热，可以在不释放有毒副产品的前提下分化并“矿化”跨越一半已捕获的 PFAS。更重要的是，这一过程还能再生活性材料，使其得以反复应用。
初步研究注解，这种材料至少可以完成六个完全的“捕获–烧毁–再生”轮回，被研究团队视为今朝首个实现 PFAS 去除与可持续轮回应用一体化的环保体系。项目负责人王表示，这一独特的 LDH 技巧有望在不远的将来改变 PFAS 污染水体的处理方法，而成果的取得离不开跨国合作以及年青科研人员的创造力。
相干论文题为《一种可再生水处理平台，用于超快速捕获和矿化全氟和多氟烷基物质》，已于 2025 年 9 月 25 日揭橥于期刊《Advanced Materials》。该研究获得韩国国度研究基金会、沙特阿美–KAIST 二氧化碳治理筹划、美国陆军工程兵团工程研究与成长中间、莱斯大年夜学可持续成长研究所和 WaTER 研究所等多方赞助。
编译自/ScitechDaily
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