该工艺可去除 86% 以上的含氟气体副产品 TFA，同时还可提取长链 PFAS 并淡化水。

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员开发出一种电化学工艺，旨在经济地从人类饮用水源和废水中去除高达 86% 的超短链 PFAS 三氟乙酸（TFA ） 以及长链 PFAS。

 《自然》杂志发表了一项描述该过程的研究——“整合氧化还原电渗析和电吸附去除超短链至长链 PFAS” 。

文章标题：Integrating redox-electrodialysis and electrosorption for the removal of ultra-short- to long-chain PFAS

虽然几种含氟气体在大气中会降解为 TFA，但全球数百万个汽车空调系统和商用制冷剂混合物中使用的 HFO-1234yf 会在几周内 100% 转化为 TFA；然后 TFA 会通过降雨降落到地面。TFA 及其含氟气体前体被视为 PFAS（全氟和多氟烷基物质），或“永久化学物质”。

TFA 的其他来源包括农药、药品、氟聚合物和其他 PFAS 的分解产物，以及工业生产的 TFA 的直接释放和污水处理厂和垃圾填埋场排放的 TFA。

研究称，TFA在环境中的地表水、土壤、人体血清、植物和植物性食品中含量不断增加。海水、河流、地下水甚至瓶装水等众多饮用水源中都发现了TFA。

德国政府今年向欧盟提议， 基于TFA对兔子胚胎-胎儿发育产生毒性的证据，将TFA与生殖毒性联系起来，而且还与大鼠的肝功能障碍有关。

伊利诺伊大学的研究指出，尽管饮用水源和废水中广泛存在着 TFA 等超短链 PFAS，但“对于这些亲水性（高度水溶性） PFAS 化合物的去除策略的研究相对有限” 。

根 据最近对环境中的 TFA 的一项研究， 从历史上看，从水中去除 TFA 的最有效方法——反渗透（RO ） ——成本高昂，需要大量能源 ，该研究将 TFA 列为“行星边界威胁”。

此外， 伊利诺伊大学的研究指出，要去除所有 PFAS 污染物，可能需要按顺序进行多个水处理过程，这会增加操作复杂性、资本成本和能源消耗。

采用廉价膜

伊利诺伊大学的研究中，去除水中的 TFA 和其他超短链 PFAS（少于或等于四个碳）的过程涉及所谓的氧化还原（还原-氧化）-聚合物电渗析（氧化还原-聚合物ED）。

研究称， 电渗析用于将盐离子输送通过离子交换膜；在这种情况下，使用“廉价”的纤维素基纳滤膜来促进不同链长的 PFAS 的处理，而不会造成膜污染（堵塞）。

纳滤是一种膜过滤工艺，它使用纳米 (nm) 大小的孔，小于约 1-10nm 的颗粒可通过膜。该工艺所用的聚合物是 P(TMA- co -TMPMA- co -METAC)，即(2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基氧基甲基丙烯酸酯-co ?2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基甲基丙烯酸酯-co- [2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]三甲基氯化铵)

为了去除含有六个或更多碳的 PFAS，可以使用碳电极上的电吸附。研究称，电渗析和电吸附相结合可消除约 90% 的超短链、短链和长链 PFAS，同时将水脱盐至饮用水水平。

研究称：“氧化还原聚合物电化学吸附法在实际水源场景中表现出显著的 PFAS 去除效果，包括盐浓度高出 10,000 倍的基质以及废水的二次流出物。”“此外，去除的 PFAS 被矿化，通过电化学氧化脱氟性能达到 76-100% 之间。”“我们的氧化还原聚合物 ED 系统展示了一种节能、工艺强化的平台，仅通过电化学途径即可去除 PFAS。”这项研究的作者之一、伊利诺伊大学香槟分校化学与生物分子工程系助理教授肖苏承认，这项研究目前处于“实验室规模”，这意味着这是一项小规模的实验室测试。然而，他说，“它确实为各种与工业相关的问题提供了概念验证”。

Removal of ultra-short-chain PFAS in tandem with desalination

将其转化为工业用途的关键一步是研究“扩大规模的途径和如何提高产量”，苏补充道。“我们还在考虑进行更广泛的技术经济分析，以考虑膜和系统其他组件的使用寿命，并看看我们需要在哪些方面提高材料的稳定性。”

（来源：PFAS-free ）