可再生水修复平台：用于超快速捕获及矿化全氟和多氟烷基物质

《Advanced Materials》：Regenerable Water Remediation Platform for Ultrafast Capture and Mineralization of Per- and Polyfluoroalkyl Substances

PFAS污染水处理中，硝酸盐插层CuAl层状双氢氧化物（LDH）展现出高吸附容量（1702 mg/g）和再生潜力，通过热处理实现吸附质再生，并验证了其在实际水和连续固定床系统中的高效集成处理工艺。

　　

摘要

人们对全氟和多氟烷基物质（PFAS）的担忧源于其持久性、毒性和在水环境中的广泛存在。目前，活性炭和离子交换树脂已被用于去除全氟辛酸（PFOA），这是研究最为广泛的PFAS之一，但这些方法存在吸附容量低和反应动力学慢的问题，从而导致二次废物问题。研究发现，当硝酸根离子插层到Cu_xAl层状双氢氧化物（Cu_xAl-NO₃ LDH）的层间结构中时，该材料在中性pH值和室温下的PFOA最大吸附容量（q_max）可达到1702 mg g^?1，表现出突破性的性能。阳离子层内的Al-Al相互作用（基面无序）增强了吸附动力学（k₁ = 13.2 h^?1），这一结果通过²H魔角旋转（MAS）固态核磁共振（ssNMR）光谱得到验证。此外，经过773 K（500 °C）热处理后，含有PFOA的Cu₂Al-NO₃ LDH可以通过其“记忆效应”实现约54%的PFOA脱氟。在连续固定床系统（流速为0.5 mL min^?1时，吸附容量为720 mg g^?1）以及含有PFOA的实际水样中的应用表明，Cu_xAl-NO₃ LDH具有实际应用潜力，提示了一种有效的集成超快捕获–热降解–回收（CTR）工艺，可用于处理受PFAS污染的水。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。