近日,我校生态环境工程技术研发中心特聘教授林辉博士团队在Nature Communications(《自然•通讯》)上在线发表了有关多氟及全氟化合物(Per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS)领域的最新研究成果。
论文题为“Broad-spectrum Capture of Hundreds of Per- and Polyfluoroalkyl Substances from Fluorochemical Wastewater(《从氟化工污水中广谱性去除上百种PFAS》)”。其中,生态环境工程技术研发中心/生态环境与建筑工程学院2024届硕士研究生梁逸扬为论文第一作者,杨立辉博士、唐才明博士为共同第一作者,林辉博士为独立通讯,东莞理工学院为唯一通讯单位。

PFAS是一类人工合成的化学品,因其疏水拒油以及优异的热稳定性和化学惰性而广泛应用于工业生产,导致该类化学物在全球范围内频繁检出。大量研究表明PFAS与癌症、生殖毒性等严重健康风险密切相关。氟化工污水中存在数百种PFAS且化学结构高度复杂多样,如羧酸类、磺酸类、醚类以及氢代/卤代衍生物等,传统吸附技术(活性炭、离子交换树脂)因污水中背景基质干扰(如溶解性有机物、无机阴离子)以及吸附选择性不足,难以实现对PFAS的广谱高效去除。如何从复杂污水中同步捕获多种PFAS,并降低处理成本与碳足迹,是当前PFAS污染治理面临的重要挑战。
该项研究受矿物浮选工艺的半胶束吸附机制启发,提出了逆向矿物浮选过程,发现Zn基电絮凝原位生成的“Zero-Carbon(零碳)”吸附剂疏水性Zn羟基聚合絮体能够选择性超容量吸附污水中疏水性PFAS(log Kow > 4),同时有效削减污水中的背景干扰物。提出的“Zn基电絮凝-吸附”串联处理策略,实现了对氟化工废水中107种PFAS的广谱捕获。技术经济分析与生命周期环境影响评估表明,耦合Zn基电絮凝处理能够降低处理成本一个数量级,碳足迹减少70%。此外,研究还发现碘代PFAS(I-PFAA)因碘原子取代氟原子显著提升疏水性与吸附选择性,同时能够被自然降解,这一发现或为环境友好型PFAS替代品的设计提供全新启示。

此外,围绕“PFAS环境污染非靶向筛查—高效广谱吸附浓缩/去除—深度降解彻底脱毒”研究主线,2月26日,梁逸扬同学所在科研团队还在环境领域旗舰刊Environmental Science & Technology (《环境科学与技术》)在线发表了题为 “Durable Ti4O7 Heterojunction Composite Membrane Encapsulating N-Doped Graphene Nanosheets for Efficient Electro-Oxidation of GenX and Other PFAS in Fluorochemical Wastewater(封装氮掺杂石墨烯纳米片的耐用Ti4O7异质结复合膜用于高效电催化氧化氟化工废水中的 GenX 和其他 PFAS)”的研究论文,梁逸扬也是作为第一作者。论文提出了导电无机CeO2作为 “粘合剂”封装氮掺杂氧化石墨烯纳米片(N-GS)于Ti4O7表面的稳定性碳材料@ Ti4O7异质结策略,实现了氟化工污水中35种PFAS的高效降解。

《Nature Communications》是自然出版集团(Springer Nature)旗下的重要开放获取期刊,2010年创刊,覆盖多学科领域,以发表高质量、综合性的研究成果著称,该期刊影响因子达14.7。《ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY》自1967年创刊以来,在全球环境运动的发展中发挥了历史性的作用,该期刊收录了国际一流的环境研究成果,影响因子达11.4。
梁逸扬同学研究生在读期间,得益于导师的悉心指导,在科研方面刻苦钻研,善于创新,已获两项发明专利授权,曾获研究生国家奖学金,目前拟准备国内继续攻博深造。
撰稿:生态环境工程技术研发中心
一审:林辉
二审:尹建明
三审:廖文波