弗林德斯大学的研究人员开发出一种新型过滤材料,专门用于捕获全氟和多氟烷基物质(PFAS),即人们常说的“永久性化学物质”。
这项研究发表在《德国应用化学》国际版上,详细介绍了一种利用纳米级分子笼锁定 PFAS 分子的方法。与现有技术难以处理短链变体不同,这种新系统能有效隔离这些流动性极强的污染物。
水质净化新途径
项目负责人 Witold Bloch 博士表示:“我们发现,这种纳米笼能通过迫使短链 PFAS 在其空腔内进行有利的聚集,从而实现捕获。这种异常强大的结合机制与传统的吸附材料截然不同。”
为了制造这种过滤器,研究团队将这些分子笼嵌入到介孔二氧化硅中。虽然这种基底材料本身通常无法与 PFAS 结合,但添加纳米笼后,它便能隔离此前能绕过标准处理系统的各类污染物。
该研究的第一作者、博士生 Caroline Andersson 指出,团队是基于对 PFAS 在笼内结合方式的分子级观察而设计出这种材料的。这种精密设计使过滤器即使在处理难以捕捉的化合物时,也能保持可靠的性能。
实验室测试证实,这种新材料能清除自来水中常见浓度下高达 98% 的 PFAS。此外,该材料在至少五次重复使用后,依然保持了良好的过滤效果。
Bloch 博士补充道:“该吸附剂还表现出了良好的可重复使用性,在至少五次循环后依然高效。这些结果凸显了将其整合到水过滤系统中,作为饮用水最终处理环节的巨大潜力。”
PFAS 被广泛应用于工业制造、航空灭火泡沫及各类消费品中。由于它们极难降解,已在全球范围内的地下水和地表水供应中扩散,对人类和野生动物构成了潜在的长期风险。
该研究获得了澳大利亚研究理事会的资助,并得到了包括澳大利亚核科学与技术组织(ANSTO)下属的澳大利亚同步加速器以及澳大利亚显微分析中心在内的多家科研机构的支持。