A Rice Egyetem kutatói innovatív megoldást fejlesztettek ki egy sürgető környezeti problémára: a per- és polifluor-alkil anyagok (PFAS), más néven „évelő vegyszerek” eltávolítását és megsemmisítését. A James Tour , a TT és WF Chao kémiaprofesszor és az anyagtudományi és nanotechnológiai professzor, valamint a Phelecia Scotland által vezetett tanulmány egy olyan módszert mutat be, amely nemcsak a PFAS-t távolítja el a vízrendszerekből, hanem a hulladékot nagy értékű grafénné is alakítja, költséghatékony és fenntartható megközelítést kínálva a környezeti kármentesítéshez.
A PFAS-ok szintetikus vegyületek, amelyek különféle fogyasztási cikkekben találhatók, és hő-, víz- és olajállóságuk miatt értékesek. Például megtalálhatók szabadtéri és sportruházatban. Kémiai stabilitásuk miatt azonban a környezetben tartósan megmaradnak, szennyezik a vízkészleteket, és jelentős egészségügyi kockázatokat jelentenek, beleértve a rákot és az immunrendszer működési zavarait. A PFAS-ok ártalmatlanításának hagyományos módszerei költségesek, energiaigényesek, és gyakran másodlagos szennyező anyagokat termelnek. Ezért innovatív, hatékonyabb és környezetbarátabb megoldásokra van szükség.
A kutatócsoport gyors joule-fűtést (FJH) alkalmaz ezen kihívások megoldására. A PFAS-sal telített granulált aktív szén (GAC) és ásványosítószerek, például nátrium- vagy kalciumsók kombinálásával a kutatók nagyfeszültséget használtak, hogy kevesebb mint egy másodperc alatt 3.000 Celsius-fokot meghaladó hőmérsékletet hozzanak létre. Az intenzív hő felbontja a PFAS-ban lévő erős szén-fluorid kötéseket, inert, nem mérgező fluoridsókká alakítva azokat. Ugyanakkor a GAC-t grafénné újrahasznosítják, amely értékes anyag olyan iparágakban, mint az elektronika és az építőipar.
A kutatási eredmények több mint 96%-os defluorinációs hatékonyságot és 99,98%-os perfluoroktánsav (PFOA), az egyik leggyakoribb PFAS-szennyező anyag eltávolítását mutatták ki. Az analitikai tesztek megerősítették, hogy a reakció kimutathatatlan mennyiségű káros illékony szerves fluoridot eredményezett, amely más PFAS-kezelések gyakori mellékterméke. Az eljárás kiküszöböli a hagyományos ártalmatlanítási módszerekkel, például a használt aktív szén égetésével vagy hulladéklerakóba helyezésével járó másodlagos hulladékot is.
Eredeti kiadvány
Természetvíz DOI 10.1038/s44221-025-00404-z
