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今天,NewMIT小编为大家推荐名古屋工业大学Norio Shibata教授团队发表于nature communications的最新研究。聚四氟乙烯(PTFE)及全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)因其独特的化学惰性和热稳定性,被广泛用于不粘涂层、电线绝缘、医用器件和表面改性材料中。然而这种高能的C–F键也使得它们在末端处理时面临巨大挑战:高温焚烧虽然能破坏聚合物结构,却需消耗大量能量并产生腐蚀性氢氟酸气体;常规填埋则可能导致长期环境污染;而现有的化学降解或生物脱氟方法在低浓度(<100 mgN·L⁻¹)条件下往往效率低下且难以回收氟资源。
近年来,研究者尝试了多种温和条件下的脱氟策略——包括金属还原、电化学还原、机械化学法等——以期在近室温环境中高效断裂C–F键并回收氟化物。但这些方法要么对聚合物形态或分子量敏感,要么对小分子PFAS缺乏通用性,更缺乏对机理的系统揭示和对产物循环利用的完整考虑。为填补这一空白,本研究创新性地提出在室温下利用钠分散剂(sodium dispersion)实现PTFE和多种PFAS的高效脱氟并直接回收NaF的“绿色闭环”新范式:在25 °C、12 h、仅需2当量钠分散剂条件下,PTFE的NaF回收率可达97%,小分子PFAS的回收率亦高达67–97%。所得NaF可直接用作化工原料,实现氟资源的闭环再利用,为聚合物和小分子PFAS废弃物的可持续管理提供了全新思路。