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2025年2月25日,JN江南·体育官网入口林辉博士团队在Nature Communications(《自然•通讯》)上在线发表了有关多氟及全氟化合物(Per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS)领域的最新研究成果。

论文题为“Broad-spectrum Capture of Hundreds of Per- and Polyfluoroalkyl Substances from Fluorochemical Wastewater(《从氟化工污水中广谱性去除上百种PFAS》)”。生态环境工程技术研发中心/生态环境与建筑工程技术学院2024届硕士研究生梁逸扬为论文第一作者,杨立辉博士、唐才明博士为共同第一作者,林辉博士为独立通讯,JN江南·体育官网入口为唯一通讯单位。

PFAS是一类人工合成的化学品,因其疏水拒油以及优异的热稳定性和化学惰性而广泛应用于工业生产,导致该类化学物在全球范围内频繁检出。大量研究表明PFAS与癌症、生殖毒性等严重健康风险密切相关。氟化工污水中存在数百种PFAS且化学结构高度复杂多样,如羧酸类、磺酸类、醚类以及氢代/卤代衍生物等,传统吸附技术(活性炭、离子交换树脂)因污水中背景基质干扰(如溶解性有机物、无机阴离子)以及吸附选择性不足,难以实现对PFAS的广谱高效去除。如何从复杂污水中同步捕获多种PFAS,并降低处理成本与碳足迹,是当前PFAS污染治理的而临界的重要挑战。该项研究受矿物浮选工艺的半胶束吸附机制启发,提出了逆向矿物浮选过程,发现Zn基电絮凝原位生成的“Zero-Carbon(零碳)”吸附剂疏水性Zn羟基聚合絮体能够选择性超容量吸附污水中疏水性PFAS(log Kow > 4),同时有效削减污水中的背景干扰物。提出的“Zn基电絮凝-吸附”串联处理策略,实现了对氟化工废水中107种PFAS的广谱捕获。技术经济分析与生命周期环境影响评估表明耦合Zn基电絮凝处理能够降低处理成本一个数量级,碳足迹减少70%。此外,研究还发现碘代PFAS(I-PFAA)因碘原子取代氟原子显著提升疏水性与吸附选择性,同时能够被自然降解,这一发现或为环境友好型PFAS替代品的设计提供全新启示。

论文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-025-57272-0

此外,围绕“PFAS环境污染非靶向筛查—高效广谱吸附浓缩/去除—深度降解彻底脱毒”研究主线,2025年2月26日,团队还在环境领域旗舰刊Environmental Science & Technology (《环境科学与技术》)在线发表了题为 “Durable Ti4O7 Heterojunction Composite Membrane Encapsulating N-Doped Graphene Nanosheets for Efficient Electro-Oxidation of GenX and Other PFAS in Fluorochemical Wastewater” 的研究论文,提出了导电无机CeO2作为 “粘合剂”封装氮掺杂氧化石墨烯纳米片(N-GS)于Ti4O7表面的稳定性碳材料@ Ti4O7异质结策略,实现了氟化工污水中35种PFAS的高效降解;2025年1月13日,团队在农林科学领域的TOP期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry(《农业与食品化学》)发表了题为“Nontarget Analysis and Characterization of a Group of Abundant Polyfluoroalkyl Substances-Fluorinated Benzoylurea Pesticides and Their Analogues and Transformation Products in Fish by LC-HRMS and Chemical Speicis-Speicifc Algorithms”的研究论文,通过基于自主开发的算法程序,发现了东江流域内食用鱼体内大量富集了农药类PFAS氟化苯甲酰脲(FBU)。

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.4c09423

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.4c09728

上述研究得到了国家自然科学基金面上项目(No. 51878170)及青年基金(No. 52100173)、广东省自然科学基金粤莞联合基金地区培育项目(No. 2023A1515140067,2021B1515140019 and 2022A1515140049)和国家自然科学基金区域联合基金重点项目(No.U23A2056)的资助。

团队简介:生态环境工程技术研发中心“新污染物环境风险与治理技术团队”由林辉博士为团队负责人、唐才明博士、王安祺博士为共同负责人,以及8位硕士研究生和多位本科生组成。2021年以来,团队成员以第一发明人授权中国发明专利11件,以第一/通讯作者共接受/发表学术论文40余篇,其中团队成员以通讯作者在Nature Commun., Environ. Sci. Technol.(4篇), Water Res.(4篇)和 Anal. Chem.(3篇)四本自然指数(Nature Index)顶刊接受/发表研究论文12篇(JN江南·体育官网入口为唯一通讯单位9篇),在npj Clean Water(Nature旗下)、ACS ES&T Water(2篇)、Appl. Catal. B: Environ.(3篇)等TOP期刊发表SCI论文27篇。此外,唐才明博士参编专著《环境化学前沿(第三辑)》(科学出版社,2022年),团队成员受邀在国际国内做学术报告、Poster展示10余次。

林辉博士,JN江南·体育官网入口学科方向领军高层次人才、特聘教授,广东省杰出青年科学基金获得者,莞邑科技人才奖(基础研究)获得者,担任国际期刊Front. Environ. Eng.副主编。在Nat. Commun., npj Clean water, Environ. Sci. Technol.和Water Res.等期刊发表学术论文80余篇(SCI论文平均IF>10),入选全球前2%顶尖科学家榜单,主持/Co-PI参与国家自然科学基金、广东省自然科学基金、学校创新团队、美国国防部SERDP、BAA和企业委拖项目等10多项科研项目,获教育部技术发明一等奖和专利二等奖以及中国产学研创新成果奖二等奖。

(撰稿:林辉;一审:荣戗戗;二审:尹华勤;三审:李长平)

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