本报讯（记者孙丹宁）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与中国科学院院士、中国科学院生态环境研究中心研究员江桂斌团队合作，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的新策略，可有效避免二次污染物的生成。相关成果发表于《美国化学会志》。

全氟化合物（PFAS）广泛应用于泡沫灭火剂、涂料、防污涂层等，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，已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、生成短链PFAS副产物等局限性。

王峰团队前期通过超声驱动水在微液滴、水汽及体相之间的快速转化，制备出具有交流电压的“人造云”，并基于此开展了多项带电微液滴氧化还原反应的研究。此次工作中，该团队在“人造云”中进一步引入硅酸钙，利用微液滴在气-液-固三相界面的接触电致化学反应，实现了全氟辛酸的高效矿化及氟离子的固定。

团队首先通过云水中的电压测试及暗室发光实验，证实了微液滴在气-液-固三相界面因接触起电所导致的静电击穿，并通过电子顺磁共振谱确认了以上起电-放电过程中的电子转移导致水分解产生氢自由基和羟基自由基。理论计算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以导致全氟烷基链深度脱氟加氢。该脱氟加氢路径先于全氟烷基链的C-C键裂解路径发生，从而抑制了短链PFAS的生成。

团队进一步通过核磁共振波谱、离子色谱、气相色谱等表征对全氟辛酸的转化与产物进行定量分析，结果表明，反应6小时后，全氟辛酸接近完全矿化，生成氢碳比在0.5至1范围内可控的合成气，碳收率大于98%。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。在此基础上，团队验证了微液滴连续反应装置的可行性：连续反应500小时，全氟辛酸降解率稳定保持在90%左右，同时体系中氟离子残留量在1ppm（百万分之一）上下波动，符合地表水环境质量标准。

相关论文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.5c06438