全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类广泛存在、具有持久性的有害污染物，其对人类健康和环境的影响引发了广泛关注。通常情况下，水中PFAS的去除依赖于吸附技术，所使用的常规吸附材料包括活性炭（ACs）和离子交换树脂（IERs）。然而，由于环境中PFAS的化学结构多样，人们一直在不断探索更高效的吸附材料，以提高其选择性，并实现更高的吸附容量和更快的吸附动力学性能。
在此背景下，本文报道并探讨了非常规吸附材料（即易于获取的生物基材料，如蛋白质，以及先进材料，如纳米复合材料和环糊精）的应用成果，主要围绕以下标准展开分析：（i）对传统PFAS（如全氟辛酸、全氟丁酸）以及新引入和新型PFAS（如GenX）的去除效率和动力学；（ii）实验设置中对环境条件的代表性（如采用与环境相关的实验浓度）；（iii）材料的再生性、可重复使用性和适用性；（iv）材料改性对PFAS吸附的作用。本综述发现，有机框架材料、纳米（木质）纤维素基材料和层状双氢氧化物是本文所研究的PFAS吸附材料中最具潜力的类型。研究还观察到，材料结构中含氟基团和胺基的存在可同时提高对PFAS的选择性和吸附量。然而，由于缺乏这些材料在实际环境中应用的数据，且相关成本问题尚未明确，该领域的研究仍处于起步阶段，需要进一步深入探索。
这篇综述表明，虽然传统吸附材料仍将在一段时间内主导水处理市场，但有机框架、生物基材料和功能化水凝胶等新型吸附剂为解决PFAS污染提供了有前景的解决方案。特别是它们对短链和新型PFAS的优异去除能力，弥补了传统技术的不足。未来研究应重点关注：材料在实际环境条件下的长期稳定性、低成本规模化制备工艺开发、对全氟烷基物质各类变体的广谱去除能力、吸附-降解协同技术的创新。随着材料科学和工程技术的进步，这些新型吸附材料有望在饮用水安全、废水处理和场地修复等领域发挥重要作用，为应对全球PFAS污染挑战提供有力工具。
该研究结果发表在期刊Emerging Contaminants上。
文章信息 Emerging Contaminants
Non-conventional sorption materials for the removal of legacy and emerging PFAS from water: A review
Francesco Calore, Elena Badetti et al.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.emcon.2024.100303
期刊简介 Emerging Contaminants
Emerging Contaminants是世界领先的研究解决由新污染物引起的环境污染问题及其解决方案的期刊，该刊入选2020年中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊项目。
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