萊斯大學研究團隊在《先進材料》期刊上公布了一種處理全氟和多氟烷基物質（PFAS）的新技術。PFAS因化學性質極其穩(wěn)定，在自然界中極難降解，被稱為“永久性化學品”。長期以來，這類物質在水循環(huán)系統(tǒng)中的積累一直缺乏高效的處理手段，而這種新型銅鋁層狀雙氫氧化物（LDH）材料的出現(xiàn)，為這一難題提供了物理吸附與化學銷毀相結合的解決方案。

這種LDH材料的研發(fā)始于研究人員對金屬氫氧化物層狀結構的改良。通過調整銅和鋁的排列比例，并在層間引入硝酸根離子，研究團隊構建出一種具有高親和力的捕捉界面。實驗結果顯示，該材料捕捉PFAS的速度比目前水處理行業(yè)常用的活性炭快了約100倍，且吸附容量大幅提升。在針對河水、自來水以及成分更為復雜的廢水進行的對比實驗中，這種材料均能快速降低PFAS濃度，表現(xiàn)出較強的環(huán)境適應性。

捕獲污染物僅是第一步，如何銷毀這些被攔截的化學物質才是徹底解決污染的關鍵。目前主流的過濾技術往往只起到富集作用，飽和后的濾芯仍需作為危險廢物處理。萊斯大學提出的方案通過一種“捕獲與銷毀”循環(huán)來實現(xiàn)閉環(huán)治理。當LDH材料吸附飽和后，將其與碳酸鈣混合并加熱至500攝氏度。在這種熱處理條件下，被捕捉的PFAS會發(fā)生脫氟反應并分解，同時LDH材料的結構可以得到恢復，重新投入下一輪的吸附作業(yè)。

數(shù)據支持了這種再生模式的可行性，實驗證明該材料在經過六輪循環(huán)后，依然能夠維持極高的處理效率。這種技術的突破點在于它打破了吸附材料“一次性使用”的局限，降低了治理過程中產生的二次污染風險。目前，該研究由多國學術機構合作完成，展示了實驗室規(guī)模下的高效運作。隨著后續(xù)研究對材料成本和大規(guī)模應用流程的優(yōu)化，這種兼具捕獲與銷毀功能的系統(tǒng)有望為市政供水和工業(yè)廢水處理提供新的技術選擇。

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Keon‐Han Kim, Youngkun Chung, Philip Kenyon, Thi Nhung Tran, Nicholas H. Rees, Seung‐Ju Choi, Xiaopeng Huang, Jong Hui Choi, Phelecia Scotland, Sion Kim, Mohamed Ateia, Do‐Kyoung Lee, James M. Tour, Pedro J. J. Alvarez, Michael S. Wong, Seoktae Kang. Regenerable Water Remediation Platform for Ultrafast Capture and Mineralization of Per‐ and Polyfluoroalkyl Substances. Advanced Materials, 2025; DOI: 10.1002/adma.202509842

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編譯 | 盧曉雨

編輯 | 海潮君

排版 | LXY

時間 | 2025年12月