研究团队近日报告称，一种新开发的过滤材料可“超高速”吸附被称为“永久化学品”的全氟和多氟烷基物质（PFAS），有望显著提升相关污染控制效率。
新材料结构与工作机理
根据发表的新论文，科学家设计出一种由铜和铝构成的层状双氢氧化物（Layered Double Hydroxide，LDH）材料，用于去除水体中的长链PFAS。研究人员称，该材料对PFAS的吸附速度可达到现有过滤系统的约100倍。
莱斯大学水研究所所长、PFAS研究中心负责人迈克尔·王（Michael Wong）介绍，这一LDH材料在结构上与以往类似，但部分铝原子被铜原子取代，使材料整体带正电，从而能够吸引并吸附多种带负电的PFAS分子。
王表示，新工艺通过高效吸附和浓缩PFAS，实现非热处理方式的销毁，无需依赖传统的高温焚烧过程。
PFAS特性及现有处理难点
PFAS自20世纪50年代以来被广泛用于消费和商业用途，因其具有拒水拒油、耐高温以及作为表面活性剂帮助不同液体混合等特性，被应用于多种产品。这类物质被称为“永久化学品”，原因在于其在环境中极难降解。
目前已知约有1.5万种不同PFAS化合物。尽管各自结构略有差异，但都至少含有两个碳-氟键。研究指出，这些极为牢固的碳氟键既赋予PFAS独特性能，也导致其在人体和环境中长期累积，可持续存在数十年。
多项研究显示，许多PFAS具有毒性，与肝脏和甲状腺功能异常以及多种癌症存在关联。
现行水处理技术主要包括颗粒活性炭、反渗透和离子交换等方式，通过吸附水中的PFAS实现净化。然而，被捕获的化学物质通常需要送往危险废物设施储存，或通过高温热处理销毁。高温处理可能产生有毒副产物，或仅将PFAS分解为更小的PFAS分子，处理难题仍未根本解决。
相对低温下的键断裂与再利用潜力
研究团队指出，尽管PFAS因碳氟键强度而被视为几乎不可摧毁，但在本次实验中，将LDH材料加热至约400至500摄氏度的相对低温，即可破坏这些碳氟键，生成被认为安全且可进一步处理的副产物。
与现有PFAS去除系统相比，研究人员称，这种LDH材料不仅具有较强的吸附能力，还可重复使用，并可与现有基础设施兼容，从而在放大应用时有望降低成本门槛。
王在接受《卫报》采访时表示，该材料的吸附速度“比现有材料快约100倍”，并认为这一技术路线“将对PFAS销毁研究的未来方向具有重要意义”。
研究人员同时指出，在这项技术实现大规模应用之前，仍存在多重挑战需要解决。
