2月15日,南京大学谷成教授在Environmental Science & Technology在线发表了题为“In Situ Growth of Polyindole within Montmorillonite Interlayer and Subsequent Efficient Destruction of Perfluorooctanoic Acid”的研究论文,提出蒙脱石作为层间原位聚合合成聚吲哚,作为水合电子前体及黏土层间构建疏水相,实现了PFOA的高效降解。
全氟及多氟烷基物质(PFAS)因其卓越的化学稳定性和热稳定性,已广泛应用于化妆品、食品包装、水性成膜泡沫及纺织品等众多工业领域。这类物质具有极性头部与疏水尾部,其分子结构中的高能C–F键(544 kJ/mol)是其显著特征。独特的结构使其在水中具有高溶解度,并在环境中表现出极强的持久性,因而被称为"永久性化学品"。研究表明,全氟及多氟烷基物质对人类、动植物均具有显著毒性,其明确的生态毒性凸显了开发有效环境修复技术的紧迫性。已有研究表明,利用水合电子的技术可有效降解这类化合物,但此类反应通常需要碱性厌氧条件或使用表面活性剂。
本研究创新性地提出以吲哚为单体分子,在蒙脱石黏土层间进行原位聚合生成聚吲哚。在该体系中,聚吲哚既能作为前驱体提供水合电子,又能以其有机聚合物结构形成疏水相,有效吸附全氟辛酸。无需添加表面活性剂,即可实现全氟辛酸的"吸附-富集-反应"策略。同时,由于生成的水合电子对全氟辛酸的降解主要发生在黏土层间,可利用限域效应减少溶液中O₂和H⁺向层间的传质,从而减弱水合电子的淬灭效应,提升其利用效率。因此,本研究通过原位聚合构建聚吲哚基纳米复合材料,为全氟及多氟烷基物质的降解提供了一种创新解决方案。
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