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近日，美國化學(xué)學(xué)會期刊（American Chemical Society）發(fā)表了科研人員利用“球磨”和氮化硼，在環(huán)境溫度和壓力下完全分解全氟和多氟烷基物質(zhì)（PFAS）的報告。這不僅為修復(fù)環(huán)境引入新策略，也開啟了氮化硼材料的新用途。
PFAS是一大類人造化學(xué)品，被用于制造多種產(chǎn)品，包括醫(yī)療技術(shù)產(chǎn)品、半導(dǎo)體、電池、手機(jī)、汽車和飛機(jī)。由于它們普遍很難被分解，因此也被稱為“Permanent化學(xué)品”，某些PFAS已被證明會在環(huán)境和人們身體中積累，并且影響健康。去年12月，美國3M公司表示，計劃退出PFAS的生產(chǎn)，并努力在2025年底前在其產(chǎn)品組合中停止使用PFAS。
當(dāng)前對PFAS降解的常用方法是球磨法。金屬磨介和添加劑之間的碰撞會產(chǎn)生固態(tài)反應(yīng)，破壞PFAS上的碳氟鍵并將其轉(zhuǎn)化為危害較小的產(chǎn)品。此過程的常用添加劑是氫氧化鉀(KOH)，但它會形成有問題的團(tuán)塊并且具有腐蝕性。為此，研究人員開發(fā)了一種被稱為壓電材料輔助球磨（piezoelectric-material-assisted ball milling，PZM-BM）的工藝，利用氮化硼（BN）作為添加劑，在沒有溶劑的情況下破壞PFAS。
通過優(yōu)化氮化硼與PFAS的比例，該團(tuán)隊(duì)在環(huán)境溫度和壓力下在四小時內(nèi)幾乎完全去除了PFAS中的氟原子，從而有效地破壞了它。六小時后，該方法還分解了受消防泡沫污染的土壤中80%的已知PFAS。在這兩個實(shí)驗(yàn)中，氮化硼比使用KOH更有效地降解PFAS。進(jìn)一步的分析表明，氮化硼接受來自PFAS的電子和氟原子，然后分解成氟代烷基自由基，與氧或其他自由基反應(yīng)，最終產(chǎn)生無害的礦物質(zhì)。
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