Les substances perfluoroalkyle et polyfluoroalkyle anthropiques (PFAS) sont des polluants répandus et persistants qui sont de plus en plus soumis à des seuils régulateurs stricts dans les ressources en eau. Les stratégies de défluorination non thermiques actuelles ont des limites, notamment une minéralisation incomplète, laissant derrière les sous-produits du PFAS à chaîne à chaîne courte et les ions fluorures résiduels, posant ainsi des défis pour répondre aux normes de qualité de l'eau.
Dans une étude publiée dans le Journal de l'American Chemical Societyune équipe dirigée par le professeur Wang Feng et l'assoc. Prof. Jia Xiuquan from the Dalian Institute of Chemical Physics of the Chinese Academy of Sciences (CAS), together with Prof. Jiang Guibin's team from the Research Center for Eco-Environmental Sciences of CAS, realized complete perfluorooctanoic acid (PFOA) mineralization and fluoride immobilization using a microcloud enriched with wollastonite-bearing Microdroplets.
Le microcloud a été caractérisé par un changement de phase rapide de l'eau parmi la phase en vrac, les microdroplets et la phase de vapeur, entraînés par un pulvérisation ultrasonique. Au cours de ce processus, des gouttelettes plus grandes chargées positivement et des gouttelettes plus petites chargées négativement ont été générées, ce qui est un phénomène connu sous le nom d'effet Lenard.
L'attraction électrostatique entre les gouttelettes de charge opposée a conduit leur coalescence rapide, les faisant migrer rapidement ou retomber dans la phase en vrac. Ces cycles de fusion de pulvérisation rapides ont facilité le transfert d'électrons soutenu entre les gouttelettes chargées, rendant ainsi les réactions redox thermodynamiquement possibles.
Les chercheurs ont constaté que les microdroplets portant la wollastonite ont hiérarchisé la défluorination au cours de la scission C – C dans les chaînes de perfluoroalkyle par le biais d'une électrification de contact triple en phase liquide-solide, résultant en une minéralisation PFOA complète avec des substances PFAS anioniques à chaîne courte à peine courte. L'altération médiée par les microdroplet de la wollastonite a déclenché la formation de CAF2-Sio2 Structures interfaciales par le biais d'interactions de liaison SI-F-CA, permettant une immobilisation du fluorure avec la lixiviation négligeable.
De plus, les chercheurs ont démontré que les réactions de défluorination étaient initiées par l'attachement électronique couplé à Proton ou H• transfert pendant l'hydrodéfluoration, ainsi que le •Processus d'oxydation des liaisons CH à médiation OH. Cette approche a réduit la concentration de PFOA à bien inférieure à 4 PPT, le niveau de contaminant maximal fixé par l'Agence américaine de protection de l'environnement, tout en produisant des sous-produits PFAS anioniques à chaîne plus courte avec des concentrations bien inférieures à 500 PPT, la limite de PFAS totale proposée requise par la directive de l'eau potable de refonte par l'Agence européenne de l'environnement.
De plus, les chercheurs ont constaté que l'altération médiée par les microdroplet de Casio3 et la silice générée in situ a conduit à la formation de CAF2-Sio2 structures interfaciales, résultant en f– La concentration de résidus fluctuant autour de la limite de régulation de 1 ppm fixée par les normes de qualité des eaux de surface. L'interaction entre les microdroplets et les minéraux a permis un clivage efficace de la liaison CC, produisant des syngas avec un rendement en carbone supérieur à 98% et Hinable H2/ Ratios CO de 0,5 à 1.
« Notre étude indique qu'au-delà des applications potentielles de microdroplets dans le traitement pratique de l'eau dans des conditions ambiantes, les microdroplets des nuages et du spray marin peuvent posséder une capacité d'autonomie significative mais négligée pour les polluants du PFAS à l'échelle mondiale », a déclaré le professeur Wang.
