我國科學家實現“永久化學品”的低温高效降解

新華社合肥11月21日電（記者戴威）記者從中國科學技術大學獲悉，該校康彥彪教授研究團隊創制了扭曲促進電子得失的有機小分子超級光還原劑，並基於此發展了低温（40至60攝氏度）的催化還原特氟龍等全氟及多氟烷基化合物的完全脱氟新方法，實現將難以降解的“永久化學品”——全氟和多氟烷基物質，回收為無機氟鹽和碳資源。

北京時間11月21日，《自然》雜誌在線發表了該項成果。

示意圖。（中國科學技術大學供圖）

全氟和多氟烷基物質由於其分子內牢固的碳-氟鍵，具有獨特的熱穩定性、化學穩定性、疏水及疏油特性等，廣泛應用於化工、電子、醫療設備、紡織機械、核工業等領域。但是，碳-氟鍵的惰性也導致全氟和多氟烷基物質在自然環境或者温和條件下難以降解。因此，全氟和多氟烷基物質被稱為“永久化學品”。而被廢棄於自然界中的全氟和多氟烷基物質，難以回收利用並引發了一系列的環境及健康問題。

針對上述挑戰，研究團隊基於扭曲促進電子得失策略，設計創制了在特定光照下具有超強還原性的超級有機光還原劑，首次實現了低温下的特氟龍及小分子全氟和多氟烷基物質的完全破壞、脱氟礦化，將其高效回收為無機氟鹽和碳資源。

據瞭解，還原劑是能夠提供電子的化學物質，而超級還原劑還原能力與金屬鋰單質相當或者更強。該研究不僅首次報道了高度扭曲咔唑核對於超級光還原劑電子得失的促進作用，從而實現“永久化學品”完全脱氟，也表明了光還原劑的激發態氧化電位，與其還原能力並無直接關聯，並非判斷光催化劑還原能力的唯一標準。

研究人員介紹，超級有機光還原劑是我國科學家獨立設計創制、具有原創性的獨特光還原催化劑，在目前已經嘗試的百餘類反應中，均取得理想的結果。實驗證明，其扭曲結構有效地促進了電子的得失，從而實現了超級還原作用，為新型超級光還原劑的設計和研製提供了新的思路。