微液滴化学策略可高效清除水中全氟化合物

近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员王峰、副研究员贾秀全团队联合中国科学院院士、生态环境研究中心研究员江桂斌团队利用微液滴在气-液-固三相界面的接触起电现象，开发出一种在水相温和条件下高效矿化全氟辛酸（PFAS）的新策略，可有效避免二次污染物生成。

全氟化合物因具有难降解、可长距离迁移、易生物累积以及具有潜在健康风险等特性，成为我国污染防治攻坚战的重点与难点。现有PFAS降解技术通常需在苛刻条件下运行，且存在降解不彻底（矿化率低）、生成短链PFAS副产物等局限性。

此前，该团队通过超声驱动水在微液滴、水汽及体相之间快速转化，制备出具有交流电压的“人造云”。基于此，该研究在“人造云”中引入硅酸钙，并利用微液滴在气-液-固三相界面的接触电致化学反应，实现了全氟辛酸高效矿化与氟离子固定。

研究人员通过理论计算并结合高分辨质谱表征证实，微液滴界面产生的水合电子和自由基可导致全氟烷基链深度脱氟加氢，且该脱氟加氢路径先于全氟烷基链的C-C键裂解路径发生，从而抑制短链PFAS生成。结果表明，反应6小时后，全氟辛酸接近完全矿化，碳收率大于98%，实现大于96%的氟离子去除率。继续反应24小时后，水中全氟羧酸浓度达到美国环保署和欧盟《饮用水指令》针对饮用水中PFAS浓度的最新要求。

该研究证实了微液滴界面可高效降解PFAS的能力，为新污染物治理提供了新策略，并深化了学界对持久性有机污染物在海-气界面迁移与自然衰减机制的理解。