9月12日消息,据Phys.org 9月11日报道,莱斯大学James Tour教授团队在《Nature Chemical Engineering》发表研究,开发出一种「闪蒸封装氟化」(flash encapsulated fluorination)工艺,能把PFAS(全氟/多氟烷基物质)废物中的氟转化回收为高价值试剂氟化银(silver fluoride),实现了从「废物销毁」到「资源化利用」的思路转换。

PFAS是一类极度难降解的「永久化学品」,常见于消防泡沫(AFFF)等含氟废液,是重大环境污染物。Tour团队此前已用活性炭吸附水中PFAS,再将碳转化为石墨烯、同时把氟捕获为环境友好的矿物形态氟化钙——但氟化钙无法再利用,仍是废物。「我们此前已能把这类分子中的氟转化为稳定的无机氟化物,环境友好但终究是废物;这次我们找到了把氟从废物流搬进高效循环利用流的办法,」Tour说。

新工艺的核心:对吸附了PFAS的活性炭、在硝酸银存在下施加短电脉冲,使材料快速升温至数百摄氏度;温度足够高后,PFAS中的氟原子被释放并被附近的银原子迅速捕获,生成氟化银——一种可直接用于有机底物氟化的试剂。氟素在制药、农化和先进材料中是高价值元素,这一路径让废物流中的氟直接回到有用化学之中。

研究的关键突破在于解决了一个自相矛盾的化学难题:释放氟所需的热碳环境同时是强还原性环境,会把新生的氟化银逆还原成金属银。共同第一作者、前Tour实验室博士后、现苏州大学教授李博文(Bowen Li)解释,团队用多孔石英纤维隔层把碳与银物理分隔——氟可以穿过隔层被银捕获,而还原性环境被阻挡,从而保住氟化银产物。另一位共同一作、前莱斯学者、现复旦大学教授陈怡(Yi Chen)表示:「我们把氟素资源化问题从废物破坏问题转变成了资源利用问题。」

该工作为全球PFAS污染治理提供了「处理成本→材料收益」的新经济模型:消防泡沫污染场地、含氟废水处理产生的废活性炭,都可能成为氟化学品的二次原料来源。论文DOI:10.1038/s44286-026-00442-8。 (来源:Rice University)