全氟烷基物质的链长依赖性超声降解

全氟和多氟烷基物质 (PFAS) 在世界各地均有发现，在环境中具有极强的持久性、潜在致癌性和生物蓄积性。本研究在流动式超声空化反应器中测试了不同碳链长度的短链全氟羧酸（4至8个碳）、不同碳链长度的长链全氟羧酸（9至14个碳）以及不同碳链长度的全氟磺酸（6和8个碳）的降解情况，以评估高频超声工艺的效能。考察的工艺参数包括温度、频率、功率密度、pH、氯化钠和碳酸氢钠浓度。研究发现，超声频率和 PFAS 链长是超声降解过程中的关键要素。结果显示，所有 PFAS 在室温、碱性 pH 以及 252 W/L 的功率密度下降解尤为迅速。在 144 W/L 的功率密度下，除全氟丁酸（83%）和全氟己酸（94%）外，所有 PFAS 在 8 h 内的降解率均超过 97%。研究发现 C-F 键的键解离能远高于实验测得的超声活化能，这支持了空化气泡作为催化剂促进 PFAS 化合物热解破坏的作用。优化反应器几何结构有望使该方法在处理小体积高浓度废物方面更具吸引力。