Forskare har visat att de kan attrahera, fånga och förstöra PFAS – en grupp federalt reglerade ämnen som finns i allt från nonstick-beläggningar till schampo och som har smeknamnet "the forever chemicals" på grund av deras beständighet i den naturliga miljön.

Med hjälp av en avstämbar sampolymerelektrod, ingenjörer från University of Illinois i Urbana-Champaign fångade och förstörde perfluoralkyl- och polyfluoralkylämnen som fanns i vatten med hjälp av elektrokemiska reaktioner. Proof-of-concept-studien är den första som visar att sampolymerer kan driva elektrokemiska miljöapplikationer, sa forskarna.

Resultaten av studien publiceras i tidskriften Avancerade funktionella material .

"Exponering för PFAS har fått intensiv uppmärksamhet nyligen på grund av deras utbredda förekomst i naturliga vattendrag, förorenad jord och dricksvatten, "sa Xiao Su, en professor i kemi- och biomolekylär teknik som ledde studien i samarbete med civil- och miljöteknikprofessorerna Yujie Men och Roland Cusick.

PFAS finns vanligtvis i låga koncentrationer, och anordningar eller metoder utformade för att ta bort dem måste vara mycket selektiva mot dem framför andra föreningar som finns i naturliga vatten, sa forskarna. PFAS är elektriskt laddade, hålls samman av mycket stabila band, och är vattentåliga, gör dem svåra att förstöra med traditionella avfallshanteringsmetoder.

"Vi har hittat ett sätt att ställa in en sampolymerelektrod för att attrahera och adsorbera - eller fånga - PFAS från vatten, "Su sa." Processen tar inte bara bort dessa farliga föroreningar, men förstör dem samtidigt med hjälp av elektrokemiska reaktioner vid den motsatta elektroden, vilket gör det övergripande systemet mycket energieffektivt."

För att utvärdera metoden, laget använde olika vattenprover som inkluderade kommunalt avloppsvatten, alla spikade med antingen en låg eller måttlig koncentration av PFAS.

"Inom tre timmar efter att den elektrokemiska adsorptionsprocessen startade i laboratoriet, vi såg en 93% minskning av PFAS -koncentrationen i de lågkoncentrerade spikade proverna och en 82,5% minskning med en måttlig koncentration spikade prover, vilket visar att systemet kan vara effektivt för olika föroreningssammanhang – som i dricksvatten eller till och med kemikaliespill, " sa Su.

Baserat på koncept som först föreslogs i Sus tidigare arbete med arsenikborttagning, processen kombinerar separations- och reaktionsstegen i en enhet. "Detta är ett exempel på vad vi kallar processintensifiering, som vi anser är ett viktigt tillvägagångssätt för att hantera miljöhänsyn relaterade till energi och vatten, " sa Su.

Teamet planerar att fortsätta arbeta med olika nya föroreningar, inklusive hormonstörande ämnen. "Vi är också mycket intresserade av att se hur dessa grundläggande sampolymerkoncept kan fungera utanför miljösystem och hjälpa till att utföra utmanande kemiska separationer, såsom läkemedelsrening i läkemedelsindustrin, "Sa Su.