Hóa chất vĩnh cửu: Kẻ thù mới của PFAS: Một chất xúc tác mới phá vỡ liên kết Carbon-Flo mạnh nhất ở nhiệt độ phòng

Vào ngày 17 tháng 7, phương tiện truyền thông công nghệ NeoWin đã đăng một bài viết trên blog đưa tin rằng các nhà khoa học từ Đại học Goethe Frankfurt đã phát triển một loại chất xúc tác mới có thể phân hủy các chất per- và polyfluoroalkyl (PFAS) mà không cần sử dụng kim loại đắt tiền hoặc độc hại và có thể hoạt động ở nhiệt độ phòng.

Như chúng ta đều biết, Vải sợi thủy tinh phủ PTFE là vật liệu cách nhiệt và chống cháy công nghiệp thiết yếu được sử dụng trong các ngành công nghiệp hóa dầu, nhiệt điện và LNG. Đây cũng là một trong những sản phẩm chính của Suntex. Tuy nhiên, lớp phủ này chắc chắn có chứa PFAS. Giờ đây, bước đột phá mới này mang đến hy vọng giải quyết vấn đề PFAS. Chúng tôi chân thành chúc mừng thành tựu này và khen ngợi các nhà khoa học vì khám phá của họ.

PFAS là một nhóm hợp chất hữu cơ nhân tạo được biết đến với độ ổn định hóa học, độ ổn định nhiệt và tính kỵ nước cao. Chúng được sử dụng rộng rãi trong cả ứng dụng công nghiệp và sản phẩm tiêu dùng.

PFAS không dễ phân hủy và có thể tồn tại trong môi trường trong thời gian dài, khiến chúng có biệt danh là "hóa chất vĩnh cửu". Chúng có thể tích tụ trong các sinh vật sống và hệ sinh thái.

Sự tồn tại của PFAS chủ yếu là do liên kết cacbon-flo (CF), một trong những liên kết hóa học mạnh nhất và thường cần nhiệt độ cao hoặc hóa chất mạnh để phá vỡ.

Phương pháp mới nhất do các nhà khoa học phát triển không sử dụng các kim loại đắt tiền hoặc độc hại như bạch kim hay iridi. Thay vào đó, nó sử dụng chất xúc tác để phá vỡ các liên kết này ở nhiệt độ phòng.

Cốt lõi của chất xúc tác này là một cấu trúc gốc boron được gọi là 9,10-dihydro-9,10-diboraanthracene (DBA). Khi hai electron được thêm vào DBA, nó sẽ hoạt động đủ mạnh để tấn công các phân tử PFAS.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm fluorobenzene chứa từ 1 đến 6 nguyên tử flo trong dung môi THF (tetrahydrofuran).

Nghiên cứu cho thấy chất xúc tác chủ yếu hoạt động theo hai cách: khi có ít nguyên tử flo hơn, nó hoạt động giống như thuốc thử ái nhân gốc bo, hỗ trợ phá vỡ các liên kết cộng hóa trị như cacbon-halogen (ví dụ, clo) thông qua phản ứng kiểu SNAr; khi có nhiều nguyên tử flo hơn, nó hoạt động như chất khử, cung cấp electron và loại bỏ các nguyên tử hydro.

Nghiên cứu sinh tiến sĩ Christoph Buch nói một cách đơn giản: "Để phá vỡ liên kết CF, chúng tôi cần electron, và chất xúc tác của chúng tôi có thể chuyển electron với hiệu suất cực cao. Cho đến nay, chúng tôi đã sử dụng các kim loại kiềm như lithium làm nguồn electron, nhưng chúng tôi đang nghiên cứu việc sử dụng dòng điện thay thế, điều này sẽ giúp quá trình đơn giản và hiệu quả hơn."

Nhóm nghiên cứu cũng nhận thấy tiềm năng của công nghệ này trong việc xử lý PFAS. Nhiều loại thuốc có chứa flo để kéo dài thời gian tác dụng hoặc tăng cường hiệu quả. Giáo sư Matthias Wagner giải thích: “Với chất xúc tác này, giờ đây chúng ta có một công cụ để kiểm soát chính xác mức độ flo hóa trong các hợp chất này.”

Thẩm quyền giải quyết:

• Trang chủ CNTT
• Đại học Goethe Frankfurt
• Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ

Nhãn: PFAS