激光网3月6日消息，罗切斯特大学的科学家们开发了新的电化学方法来清除服装、食品包装、消防泡沫和各种其他产品中发现的“永久化学物质”的污染。《催化杂志》的一项新研究描述了为修复全氟烷基和多氟烷基物质而开发的纳米催化剂。
由化学工程助理教授阿斯特丽德·穆勒领导的研究人员专注于一种称为全氟辛烷磺酸的特定类型的PFAS，这种PFAS曾经被广泛用于防污产品，但现在因其对人类和动物健康的危害而在世界大部分地区被禁止。尽管全氟辛烷磺酸在2000年代初被美国制造商逐步淘汰，但全氟辛烷磺酸仍然广泛存在，并继续出现在供水中。
Müller和她的材料科学博士生团队利用她在超快激光、材料科学、化学和化学工程方面的独特专业知识组合创造了纳米催化剂。
“在液体合成中使用脉冲激光，我们可以以传统湿化学方法无法做到的方式控制这些催化剂的表面化学，”Müller说。“你可以通过光与物质的相互作用来控制产生的纳米粒子的大小，基本上将它们炸开。
然后，科学家们将纳米颗粒粘附在亲水性复写纸上。这提供了一种具有高表面积的廉价基板。他们使用高浓度的氢氧化锂，使全氟辛烷磺酸化学品完全脱氟。
Müller说，要使该过程大规模工作，他们一次至少需要处理一立方米。至关重要的是，他们的新方法使用所有非贵金属，这与需要硼掺杂钻石的现有方法不同。根据他们的计算，使用掺硼金刚石处理一立方米的污染水将花费 850 万美元;新方法便宜了近 100 倍。
在未来的研究中，Müller希望了解为什么氢氧化锂效果如此之好，以及是否可以替代更便宜，更丰富的材料以进一步降低成本。她还希望将该方法应用于一系列PFAS化学物质，这些化学物质仍在广泛使用，但与从婴儿发育到肾癌等健康问题有关。
Müller说，尽管存在这些问题，但完全禁止所有PFAS化学品和物质是不切实际的，因为它们不仅在消费品中有用，而且在绿色技术中也很有用。
“我认为，最终，从地热热泵到高效制冷再到太阳能电池，许多脱碳工作都取决于PFAS的可用性，”Müller说。“我相信，如果我们能够利用电催化解决方案来破坏碳氟化合物键，并在不将其放入环境中的情况下安全地将氟化物带回环境中，那么就有可能以循环、可持续的方式使用PFAS。”
尽管商业化还有很长的路要走，但Müller在URVentures的支持下申请了一项专利，并预计该专利将用于废水处理设施，并被公司用于清理他们曾经生产这些PFAS化学品的污染场地。她还称其为社会正义问题。
“通常在全球收入较低的地区，污染更多，”Müller说。“电催化方法的一个优点是，你可以以分布式方式使用它，使用太阳能电池板的电力，占地面积小。
