有害污染物的特性使水稻工程师感到惊讶:‘it’a不能工作
莱斯大学的化学工程师发现了一种有效的催化剂，可以在他们最意想不到的地方摧毁PFAS “forever”化学物质。
Michael Wong
他指的是在一项科学实验中，研究人员预计不会有什么意外。控制组是实验科学的尺度，是测量变量的基线。
“We haven’t还在全面测试了这个功能,但是在我们的台式测试在实验室里,我们可以摆脱PFOA在四个小时的99%,氮化硼” Wong说,光活性催化剂,他和他的学生偶然发现,花了一年多的测试。
他们的研究结果发表在美国化学学会期刊《环境科学与技术快报》的网络版上。研究发现，氮化硼破坏PFOA(全氟辛酸)的速度比之前报道的任何光催化剂都要快。PFOA是最普遍的全氟烷基化合物(全氟烷基和多氟烷基物质)之一，这个家族有4000多种化合物，开发于20世纪，用于防水服装、食品包装、不粘锅和其他无数用途的涂层。由于PFAS倾向于存留在环境中，因此被称为永久化学物质。科学家在几乎所有美国人的血液中都发现了PFAS，包括新生儿。
说明氮化硼光催化破坏水中污染物PFOA。(图片由黄女士/莱斯大学提供)
催化剂是Wong’s的专长。它们是导致化学反应但不参与或不被化学反应消耗的化合物。他的实验室已经研制出了可以消除多种污染物的催化剂，包括三氯乙烯和硝酸盐。他说，大约18个月前，他就让他的团队寻找新的催化剂来解决全氟乙烯问题。
我们尝试了很多东西，”王说。我们试了几种我认为有用的材料。没有一个人这么做。这台机器本不该工作的，但它却工作了
这种催化剂，氮化硼粉，简称BN，是一种可以在市场上买到的合成矿物，广泛应用于化妆品、护肤品、为电脑芯片降温的热膏剂以及其他消费品和工业产品中。
这一发现始于数十次对更有可能是PFAS催化剂的失败实验。黄教授说，他要求他实验室的两名成员——清华大学的访问研究生段立杰和水稻专业研究生王博——先对一组候选化合物做最后的实验，然后再进行其他实验。
” Wong说，有文献表明其中一种可能是光催化剂，这意味着它会被特定波长的光激活。在我们组，我们不经常使用灯光，但是我说，尽管用它来涂鸦吧。太阳是自由能。让我们看看我们能用光做什么
李洁段
和之前一样，没有一个实验组表现得很好，但段注意到氮化硼控制有一些不寻常的东西。她和王重复了许多次实验，以排除意外的错误，样品制备的问题和对奇怪结果的其他解释。他们一直看到同样的事情。
“这就是观测结果，”黄说。“取一瓶含有PFOA的水，放入BN粉，然后封好。That’s它。你不需要添加氢或用氧吹扫。只是我们呼吸的空气，被污染的水和BN粉。你把它暴露在紫外线下，特别是波长为254纳米的UV-C光下，4小时后，99%的PFOA已经转化为氟化物，二氧化碳和氢，”
问题在于光线。杀菌灯常用的254纳米波长太小，无法激活氮化硼的带隙。虽然这是毫无疑问的事实，但实验表明这是不可能的。
如果你把光拿走，你就得不到催化作用。如果你不使用BN粉而只用光，就不会有反应
显然氮化硼吸收了光并催化了破坏PFOA的反应，尽管事实上氮化硼在光学上不可能吸收254纳米的UV-C光。
薄王
“it’不应该工作，” Wong说。这就是为什么没有人想到去寻找这个，这也是为什么我们花了这么长时间才公布结果的原因。我们需要对这种矛盾作出某种解释
王说，何、段、王和合著者在研究中给出了一个合理的解释。
他说:“我们的结论是我们的材料确实吸收了254纳米的光，而it’s是因为我们的粉末中存在原子缺陷。”缺陷改变带隙。它们将粉末收缩到足以吸收足够的光，从而产生氧化反应物质，并将PFOA.”嚼碎
王说，还需要更多的实验证据来证实这一解释。但是根据PFOA的研究结果，他想知道氮化硼催化剂是否也适用于其他PFAS化合物。
“所以我要求我的学生们再做一件事。”“I让他们用GenX.”替换测试中的PFOA
GenX也是一种永久的化学物质。当PFOA被禁止时，GenX是最广泛使用的化学品之一来取代它。越来越多的证据表明，GenX可能会像它的前身一样成为一个严重的环境问题。
” Wong说，这与PFOA的情况类似。我们现在到处都能找到GenX。但两者之间的一个区别是，人们之前已经报道了一些成功的催化剂降解PFOA。他们给genx . ’t
王和同事们发现氮化硼粉末也会破坏GenX。结果和使用PFOA的结果一样:在254纳米光下暴露两个小时，BN破坏了水样中约20%的GenX。但黄教授说，他们团队已经有了改进GenX催化剂的想法。
他说，这个项目已经吸引了水稻纳米系统纳米水处理工程研究中心(NEWT)几个工业伙伴的注意。纽特是一个由美国国家科学基金会资助的跨学科工程研究中心，旨在开发既保护人类生命又支持可持续经济发展的离网水处理系统。
” Wong说:“这项研究很有趣，是真正的团队努力。我们已经就此申请了专利，newt’对进一步测试和开发这项技术的兴趣是对这项技术投了信任票
其他研究合著者包括金伯利·赫克、苏金·郭、切尔西·克拉克、雅各布·阿雷东多和托马斯·森特尔，他们都来自赖斯;王明皓、文祥华、宋永辉，清华大学校友;以及亚利桑那州立大学的Paul Westerhoff。
该研究得到了国家科学基金和国家留学基金委的资助。
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