综述：PFAS的光化学降解：均相与非均相体系的机理解析与设计策略

这篇综述系统评述了全氟/多氟烷基化合物（PFAS）的光化学降解技术，聚焦均相紫外（UV）体系与非均相光催化的反应机理对比，揭示了活性氧自由基（ROS）、水合电子（eaq-）等关键活性物种的作用，并探讨了催化剂设计、水质参数等实际应用瓶颈，为开发高效PFAS污染治理技术提供了理论支撑。

　　

Abstract

全氟/多氟烷基物质（PFAS）因其极端持久性、生物累积性和毒性成为全球关注的环境污染物。传统污水处理技术对PFAS无效，而光化学降解技术展现出独特优势。本综述对比分析了均相紫外（UV）氧化体系与非均相光催化系统的降解效能，指出活性氧自由基（如·OH、SO₄^·-）、水合电子（e_aq^-）及光生空穴（h⁺）在C-F键断裂中的协同作用。均相体系中，UV/过硫酸盐（PDS）组合可产生强氧化性SO₄^·-，但对长链PFAS选择性差；非均相TiO₂基催化剂则通过表面吸附-降解机制实现更高矿化率。

Graphical Abstract

研究揭示PFAS分子结构对降解路径的决定性影响：短链PFAS易发生直接光解，而长链PFCA（全氟羧酸）需经历逐步脱氟过程。实际水体中的溶解性有机物（DOM）会竞争活性物种，但适量Cl^-可促进·Cl生成从而加速反应。创新设计的Fe³⁺改性BiOI催化剂通过增强可见光吸收，将能量消耗降低40%。

Conflict of Interest

当前技术瓶颈在于难以实现100%脱氟率，且实际低浓度PFAS（ng/L级）处理效率骤降。未来方向包括开发双功能催化剂（同时吸附-降解）、脉冲UV光源优化、以及耦合膜分离的连续流系统。这些发现为设计兼具机理深度与工程可行性的PFAS治理方案提供了关键科学依据。