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在當今全球環境問題日益嚴峻的大背景下，水污染治理始終是備受矚目的焦點領域，而全氟 / 多氟烷基化合物(PFAS)污染更是其中棘手的 “頑疾”。
PFAS 憑借其在不粘涂層、滅火泡沫、防水材料等海量工業和消費品中的廣泛運用，已然化身成為一種幾乎無處不在的全球性污染源。其化學性質超級穩定，面對傳統水處理技術時常常 “無動于衷”，特別是在應對短鏈 PFAS 時，現有手段的處理效果差強人意，難以保障水源安全、修復受污染水體生態。
值此困境，澳大利亞昆士蘭大學張承教授和團隊，設計出一種基于含氟聚合物(PFPE-IEX+)的吸附劑，它可以有效去除水中的全氟/多氟烷基化合物(PFAS，Per- and poly-fluoroalkyl substances)。
實驗中，含氟聚合物柱子能夠處理超過 13 升以上的飲用水，幾乎沒有任何 PFAS 泄漏。同時，其能在較短時間內實現 99% 以上的 PFAS 去除率。
01 吸附劑的創新設計與優異性能
張承教授團隊錨定目標，矢志開發一種既能對 PFAS 實現高效吸附，又具備可再生特性的先進吸附材料。
他們精心挑選低分子量且易于處理、能溶于常見有機溶劑的 PFPE 作為基礎 “磚石”，融入聚苯乙烯離子交換吸附劑進行巧妙化學修飾與聚合，匠心獨運地打造出 PFPE - IEX + 吸附劑。
在實驗室的微觀 “戰場” 上，科研人員借助核磁共振、傅里葉紅外光譜等前沿技術，精準洞察該材料的化學結構；運用掃描電子顯微鏡，細致描摹其微觀形態，如同為它繪制 “精細畫像”，確保結構穩固且合理。從性能維度審視，它堪稱 “尖子生”。
吸附容量方面，一舉超過 500mg/g，意味著每克吸附劑具備強大的 “污染物吸納能力”，遠超諸多傳統吸附劑，像交聯 β - 環糊精含聚合物(q m = 222.0mg/g)、殼聚糖改性吸附劑(q m = 364.6mg/g)等在它面前都相形見絀。
去除效率更是驚艷，實驗模擬不同污染程度、多種類型的水體環境，不管是長鏈還是短鏈 PFAS，它皆能在較短時間內實現超 99% 的去除率，對 11 種受檢 PFAS 的去除效率在特定濃度下表現卓越，處理飲用水和垃圾填埋滲濾液等復雜水體時游刃有余，將水中 PFAS 含量穩穩控制在安全范圍，遠勝活性炭等傳統吸附材料，宛如一位精準且高效的 “污染清道夫”。
尤為出彩的是其可再生性，僅需簡單的溶劑洗滌 “護理”，便能多次循環 “上崗”，歷經多輪再生后，去除效率始終穩穩保持在 90% 以上，在處理垃圾填埋場滲濾液、工業廢水等高難度復雜水源時，吸附能力堅如磐石，幾乎沒有衰減跡象，極大拉長使用壽命，有效削減材料更換頻次與成本，契合工業大規模、長期使用訴求。
02 柱式處理系統與實際應用驗證
為切實檢驗 PFPE - IEX + 在現實場景的 “實戰能力”，團隊精心設計基于該吸附劑的連續柱裝置，構建起一套行之有效的大規模水處理 “作戰體系”。
此裝置采用多層吸附床結構，恰似精心構筑的 “污染攔截迷宮”，保障水流裹挾 PFAS 流經時，能與吸附劑充分、高效 “碰撞” 與 “結合”，讓每一份吸附能力都得以淋漓盡致發揮，將吸附效率推向極致，同時為吸附劑 “減負”，延長其 “服役周期”。
在飲用水凈化 “戰場”，PFAS 污染如隱匿暗處的 “刺客”，威脅水質安全。
PFPE - IEX + 吸附柱系統披掛上陣，以超 98% 的去除率將 PFAS 精準 “揪出”，捍衛每一滴飲用水的純凈，讓民眾能放心暢飲。
垃圾填埋滲濾液處理中，面對高濃度 PFAS 與復雜成分的 “雙重夾擊”，該系統毫無懼色，超 98% 的去除佳績，有效遏制 PFAS 對土壤、地下水的 “侵襲” 步伐，守護周邊生態環境。
工業廢水處理環節，即便處于高負荷 “重壓”，吸附柱系統依舊維持 95% 以上的去除率，且多次再生后 “戰斗力” 不減，幫工廠以較低成本嚴守環保關卡，化解 PFAS 排放難題。
03 廣闊的應用前景與環保效益
PFPE - IEX + 吸附劑及配套柱式系統恰似一把萬能 “金鑰匙”，解鎖諸多應用場景。
于飲用水凈化領域，契合公眾對飲水安全高標準追求，可無縫嵌入家用小型過濾器、市政大型供水處理設施，成為水源 “安全衛士”；
家庭水過濾器裝上它，能高效攔截自來水中 PFAS，讓健康從 “水龍頭” 開啟。
工業廢水處理層面，化工、制藥、電子制造等行業廢水含大量 PFAS，它助力企業經濟、高效達標排放，化解環保與成本 “兩難” 困境。
垃圾填埋滲濾液處理時，能為填埋場筑牢 “環保防線”，降解周邊土壤、地下水污染風險；應急處理與環境修復情境下，遇突發化學泄漏污染事故，可化身便攜式 “凈化先鋒”，快速凈化受污染水源，控制污染擴散，為后續修復爭取 “黃金時間”；
PFAS 污染監控與治理戰線，助政府、環保組織長期穩定監測，積累數據為政策制定 “賦能”，精準管控污染。
從環保效益了望，它憑借超強再生性能，大幅削減吸附劑更換頻次，減少廢棄吸附材料產出量，降低固體廢物對環境的 “負擔”，以可持續之姿融入全球水處理體系，于大型工業項目中，降本增效、護環境 “兩手抓”，彰顯獨特優勢。
04 未來攻堅方向與持續發展
誠然，PFPE - IEX + 當下已然成績斐然，但邁向大規模應用征途仍有 “關卡” 待破。成本控制層面，團隊將深挖合成工藝優化潛力，探尋更廉價原料、精簡流程，讓價格更 “親民”；
環保進階之路上，積極尋覓更綠色環保替代材料，削減生產環節 “環境代價”，實現從源頭到應用全程 “綠色守護”。
應用拓展維度，計劃將測試 “版圖” 從實驗室、特定水體，拓展至廣泛地下水、多樣工業廢水、海量生活污水場景，歷經長期實地 “磨礪”，全方位驗證穩定性、經濟性、再生能力，積累實踐 “大數據”。
為攻克 PFAS 銷毀難題，團隊謀劃與高溫裂解、電化學降解等先進技術 “強強聯手”，搭建集捕獲、銷毀于一體的 “一站式” 處理平臺，徹除 PFAS 在環境中的 “積患”。
同時，構建長效監測機制，持續追蹤大規模應用表現，依據反饋迭代升級技術，確保始終契合復雜多變的污染治理需求。
(來源：綠水暢想、賢集網)
編輯：文海
審核：麥西夫
原標題：水中PFAS去除率高達99%！科學家研制出新型聚合物吸附劑
