Пер- и полифторалкильные соединения (ПФАС), или «вечные химикаты», которые много лет не распадаются и способны накапливаться в организме, раньше было невозможно переработать без сильнодействующих химических веществ или высоких температур. Исследователям из Китая удалось расщепить ПФАС на пригодные для вторичной переработки продукты с помощью катализатора и ультрафиолетовой лампы.
ПФАС удалось расщепить с помощью катализатора, который активируется светом / © Автор неизвестен, Freepik
«Вечными химикатами» называют около 14 тысяч фторорганических веществ. Они загрязняют окружающую веществу и, накапливаясь, негативно сказываются на здоровье человека: приводят к гормональным нарушениям, сахарному диабету второго типа, ожирению, а также повышают риск некоторых видов рака.
ПФАС активно применяют, например, в производстве тефлона, который преимущественно используется для изготовления электроники и в меньшей степени — посуды. Согласно недавнему исследованию, уровень «вечных химикатов» превысил опасные значения в 15 тысячах точек Земли.
Специалисты из Научно-технического университета Китая и Нанкинского технологического университета (оба — в Китае) применили катализатор, который активируется светом, и разрушили связи углерод-фтор, которые обеспечивают стойкость «вечных химикатов». Описание нового метода, менее затратного по сравнению с существующими, опубликовал журнал Nature.
Использованный катализатор поглощал свет и использовал энергию для расщепления ПФАС на соли. Согласно выводам авторов исследования, именно это облегчало дальнейшую переработку. Реакции, в результате которых разрушаются прочные углерод-фтористые связи, способны протекать при относительно низких температурах — от 40°C до 60°C.
По словам ученых, обнаруженный подход можно считать фундаментальным достижением в органическом синтезе. Он экологичнее известных методов, но при этом эффективен и может использоваться, помимо прочего, для устранения «вечных химикатов» в составе пластмассы.
«Нам нужно сделать эту технологию более практичной, чтобы ее можно было использовать в воде или почве — в местах, где обнаружены ПФАС. Важно, чтобы химия, которую мы демонстрируем, была полезна и в этих условиях», — подытожили авторы статьи.
Комментарии
Подобного рода фторированные соединения российские химики фотокатализом уничтожили с помощью света задолго до этого и намного дешевле:
Prospects for Using Photocatalytic Air Cleaning Technology to Provide Safety of Sevoflurane Application to Parturition Anesthesia in Obstetric Hospitals. High Energy Chem 52, 360–363 (2018).
https://doi.org/10.1134/S0018143918040033