《Journal of Hazardous Materials》：Thermally targeted mineralization of perfluorooctanoic acid for fluorine resource transformation through tricalcium phosphate-cleaved interfacial reactions
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摘要当前缺乏创新的氟转化策略，且氟矿石资源有限。因此，全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）及其氟（F）转化产物的无害降解至关重要。本文结合实验与机器学习（ML）探索，提出了一种新型热靶向矿化（TTM）方法，以促进全氟辛酸（PFOA）向有价值的全氟磷灰石（FAP）的转化，并采用无
摘要
当前缺乏创新的氟转化策略，且氟矿石资源有限。因此，全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）及其氟（F）转化产物的无害降解至关重要。本文结合实验与机器学习（ML）探索，提出了一种新型热靶向矿化（TTM）方法，以促进全氟辛酸（PFOA）向有价值的全氟磷灰石（FAP）的转化，并采用无机钙矿物（磷酸三钙（TCP）、CaO）作为反应物。研究结果表明，最高氟TTM效率（FTE）达到45%，并开发了一种精确的多任务机器学习模型（测试R2 ≥ 0.80），用于建立TTM过程与产物组成之间的联系。此外，FTE取决于温度和TCP晶格结构。模型进一步揭示，反应温度和TCP弛豫是FAP形成的主要驱动因素。由于TCP中预存的钙空位和离子通道为氟提供了"高速公路"，PFOA热解产生的F-可吸附在TCP表面并通过这些通道扩散进入晶格，从而实现深度矿化。此外，全氟癸酸（PFDoA）及其他Ca-P矿物的成功矿化证实了该方法在持久性PFAS降解、环境修复和资源回收中的广泛适用性。
章节摘要
引言
全氟和多氟烷基物质（PFAS）包含超过12,000种合成氟化化合物，因其极强的持久性而对环境和健康构成严重威胁[1], [2]。尽管这种化学稳定性使其在工业和消费品应用中具有价值，但也导致了广泛的环境污染[3], [4]。其环境迁移性和生物富集特性通过食物链对生态系统完整性和人类健康构成重大威胁[5],
Ca-P介导的PFOA初始TTM
为评估Ca-P化合物在促进PFAS矿化方面的有效性，选取了两种代表性物质（PFOA和PFDoA）作为目标污染物。本研究中使用的所有化学试剂详情见表S1。
为增强氟化作用，首先将CaO前驱体在马弗炉（Bluepard/SX2-10-12N）中以10?°C/min的速率加热至900 °C，保温1?h以活化晶格结构[32]。随后在室温下将活化后的CaO与PFOA/PFDoA及TCP混合
TCP在PFAS热矿化中的界面反应性
图1展示了PFOA和PFDoA在三种不同反应条件下的转化产物。在所有实验设置下，两种PFAS化合物均被有效转化，氟通过与TCP前驱体反应并入FAP而实现矿化。值得注意的是，在任何热处理之前，在手动研磨和球磨阶段已发生部分矿化，因为在这些机械化学条件下检测到了HAP。在
结论
本研究阐明了PFOA矿化的一条环境友好路径，首次实现了其氟含量向有价值FAP的定向转化。该过程使用机器学习模型进行了系统优化。在TCP/CaO共存条件下，氟被有效固定在FAP结构中，氟矿化效率随温度升高而提高。我们证明了热预处理将非晶态
环境意义与局限性
本研究阐明了PFOA矿化的一条环境友好路径，首次实现了其氟含量向有价值FAP的定向转化。这对推动可持续环境修复技术的发展具有重要现实意义，代表着从单纯的污染物去除向降解与资源回收一体化的范式转变。
在土壤修复方面，传统热处理往往仅仅将PFAS脱附，
环境意义
本研究开发了一种新型热靶向矿化方法，将全氟辛酸（PFOA）转化为有价值的全氟磷灰石（FAP），从而在不产生氟化废物等二次污染物的情况下，同步实现持久性PFAS的环境修复和资源回收。
CRediT作者贡献声明
Le Fang（方磊）：撰写——审阅与编辑，撰写——原始草稿，经费获取，概念构思。Yifan Xing（邢一凡）：撰写——原始草稿，可视化，调查研究。Yingying Han（韩盈盈）：撰写——审阅与编辑，撰写——原始草稿，调查研究。Jie Li（李杰）：撰写——审阅与编辑，方法论，概念构思。Jiangshan Li（李江山）：撰写——审阅与编辑，资源，经费获取。
利益冲突声明
作者声明，他们不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究得到国家自然科学基金（编号：52200142）和安徽省重点研发计划项目（编号：2023t07020011）的资助。
Le Fang|Yingying Han|Yifan Xing|Jie Li|Jiangshan Li
北京师范大学珠海校区流域环境生态工程研究中心，519087 中国珠海
