中国科学家突破“永久化学品”降解难题,实现低温高效转化
中国科学技术大学传来振奋人心的消息,该校康彦彪教授带领的研究团队在化学领域取得了重大突破。他们成功研发了一种创新的有机小分子超级光还原剂,该还原剂能够在较低温度(40至60摄氏度)下,有效催化还原全氟及多氟烷基化合物,如特氟龙等,将其转化为无害的无机氟盐和碳资源。
这一研究成果已于近日在《自然》杂志上发表,引起了国际学术界的广泛关注。
全氟和多氟烷基物质因其特殊的化学性质,如高度的热稳定性和化学惰性,被广泛应用于多个工业领域。然而,这些“永久化学品”在自然环境中难以降解,对生态系统和人类健康构成了潜在威胁。康彦彪教授的研究团队针对这一难题,提出了全新的解决方案。
研究团队利用扭曲促进电子得失的策略,设计并合成了这种超级有机光还原剂。在特定光照条件下,该还原剂展现出超强的还原能力,能够与金属锂单质相媲美,甚至更强。通过这一创新方法,研究团队首次在低温下实现了特氟龙等全氟和多氟烷基物质的完全脱氟和矿化,将其高效转化为无害物质。
这一发现不仅揭示了高度扭曲咔唑核对超级光还原剂电子得失的促进作用,还挑战了传统观念中光还原剂激发态氧化电位与其还原能力直接相关的认知。实验证明,光还原剂的还原能力并非仅由激发态氧化电位决定,这为新型超级光还原剂的设计和研发提供了全新的视角和思路。
据悉,这种超级有机光还原剂是我国科学家独立设计并合成的原创性光还原催化剂。在已尝试的百余类化学反应中,该还原剂均表现出优异的效果。其独特的扭曲结构有效促进了电子的得失,从而实现了高效的还原作用。这一发现不仅为“永久化学品”的降解提供了切实可行的解决方案,还为新型光催化剂的研发开辟了新的道路。