本报讯（记者王敏）中国科学技术大学教授康彦彪团队创制了扭曲促进电子得失的有机小分子超级光还原剂，并基于此开发了40℃~60℃低温的催化还原特氟龙等全氟及多氟烷基化合物的完全脱氟新方法。11月21日，研究成果在线发表于《自然》。
（图片来源：中国科学技术大学官网）
全氟和多氟烷基物质（PFAS）因其分子内有牢固的碳-氟键，具有独特的热稳定性、化学稳定性、疏水及疏油等特性，广泛应用于化工、电子、医疗设备、纺织机械、核工业等领域。但是，碳-氟键的惰性也导致PFAS在自然环境或温和条件下难以降解。例如，特氟龙在260℃温度下可以维持多年而不分解，而在500℃以上分解时则会释放有毒气体。因此，PFAS被称为“永久化学品”。被废弃于自然界中的PFAS，因难以回收利用引发了一系列环境及健康问题。
围绕上述挑战，康彦彪团队基于扭曲促进电子得失策略，设计并创制了在特定光照下具有超强还原性的超级有机光还原剂KQGZ，首次实现了低温下特氟龙及小分子PFAS的完全破坏、脱氟矿化，并将其高效回收为无机氟盐和碳资源。
还原剂是能够提供电子的化学物质，超级还原剂则是能够把电子注入还原电位低于-3伏特的化学键的电子供体，其还原能力与金属锂单质相当或更强。该研究不仅首次报道了高度扭曲咔唑核对于超级光还原剂电子得失的促进作用，从而实现永久化学品的完全脱氟，也表明了光还原剂的激发态氧化电位与其还原能力无直接关联，其并非是判断光催化剂还原能力的唯一标准。
KQGZ是我国科学家独立设计创制、具有原创性的独特光还原催化剂，具有广谱的催化断裂牢固碳-杂以及杂-杂原子键性能。在目前已经尝试的百余类反应中，KQGZ均取得了理想结果。实验证明，其扭曲结构有效促进了电子得失，从而实现了超级还原作用，为新型超级光还原剂的设计和研制提供了新思路。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41586-024-08179-1
《中国科学报》(2024-11-21第1版要闻)（原标题：新型还原剂实现“永久化学品”的低温高效降解）
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