地下水、地表水及饮用水中的全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)污染正影响全球数百万人。澳大利亚弗林德斯大学研究人员近日公布一项新方法,旨在提升对这类持久性污染物、尤其是更难去除的短链PFAS的捕获能力。

弗林德斯大学ARC研究员Witold Bloch博士领衔的团队在《应用化学国际版》(Angewandte Chemie International Edition)发表研究称,他们开发出一种纳米级分子笼结构,可作为高度选择性的“PFAS捕捉器”,用于吸附多种PFAS,并覆盖现有技术较难处理的短链变体。

Bloch表示,部分长链PFAS可通过现有水处理技术实现一定程度去除,但短链PFAS因在水中更具流动性,其捕获仍是尚未解决的难题。研究团队发现,纳米级分子笼能够促使短链PFAS在其空腔内发生有利聚集,从而实现捕获;研究称,这种强结合机制不同于传统吸附材料的作用方式。

在材料构建上,团队将分子笼嵌入介孔硅中。论文第一作者、弗林德斯大学化学博士生Caroline Andersson表示,嵌入后的纳米级分子笼使材料能够从水中去除范围更广的PFAS,包括极难分离的短链变体。她同时指出,团队首先对PFAS在分子笼内的结合方式进行了研究,以理解其精确结合行为,并据此设计去除吸附剂。
研究人员在实验室测试中使用环境相关浓度的模拟自来水,结果显示该吸附材料对PFAS的去除率最高可达98%。Bloch补充称,该吸附剂表现出可重复使用性,至少经过五个循环后仍保持较高效率,显示其作为饮用水处理末端“抛光”工艺并整合进水过滤系统的潜力。
PFAS分子来源包括工业制造、航空灭火泡沫和消费品等,可进入淡水及海洋环境,并持续引发对人类、牲畜和野生动物健康风险的关注。
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