南京大学任洪强院士团队Nat. Commun.|动态羟基循环驱动沸石高效去除PFAS

3月10日，南京大学任洪强院士和胡海冬副教授（共同通讯）在Nature Communications在线发表了题为“Dynamic hydroxyl cycle of zeolite for short and ultra-short chain PFAS free potable water”的研究论文，开发了利用沸石中羟基的动态循环吸附策略，高效可持续地去除饮用水中的各类短链及超短链PFAS。

全氟和多氟烷基物质（PFAS）因其持久性被称为“永久性化学品”，在日常生活环境中广泛存在。随着其在环境中的持续累积，即使在超微量暴露水平下也被证实对人类有害，欧盟议会与理事会于2021年将饮用水中所有PFAS的最大限值设定为500纳克/升。虽然长链PFAS（链长>7）近年来已被逐步淘汰，但超短链（链长<4）和短链（链长4-7）PFAS作为替代品，现已成为饮用水中的主要污染物。更严峻的是，研究表明这些（超）短链PFAS可能具有与长链相当甚至更强的生物毒性，而传统水处理方法（如混凝和高级氧化）无法有效去除它们。尽管反渗透等先进技术有效，但即使在发达国家，也仅有约40%的人口能够负担其高昂成本。

本研究提出了一种创新的非固定化动态羟基循环策略。该策略仅以水为介质，循环驱动商用沸石的吸附-再生过程，实现了对饮用水中多种（超）短链PFAS（C-F数：1-6）的高效、可持续去除。通过增强纳米孔道可及性并形成“沸石骨架限域水”的双重结合模式，改性后的沸石（S-D-β200）吸附容量高达233.82-733.13毫克/克，成为目前报道的性能最优吸附材料之一。实验与计算结果表明，该非固定化羟基构建成功促进了传质并建立了孔隙吸附的双重结合模式。更重要的是，采用该材料的全尺寸净水器可在连续运行约179天内，将环境相关浓度的（超）短链PFAS污染降至符合欧盟健康标准。这一方法为现有净水器提供了低成本原位升级的潜力，有望为欠发达地区提供安全健康的饮用水。

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