【JACS】中国科学技术大学/香港城市大学/清华大学：可扭转共轭聚合物实现PFOA可见光全脱氟

全氟辛酸(PFOA)等全氟和多氟烷基物质(PFAS)因C–F键能高、化学稳定性强，是水环境中新污染物治理的代表性难题。传统方法难以实现温和条件下的高效脱氟。中国科学技术大学郭燕、香港城市大学刘彬、清华大学朱永法等合作在JACS发表研究，报道了一种基于联噻吩-芴-吡啶(BT-Fl-Py)的线性共轭聚合物光催化剂。该研究旨在开发一种在可见光下无需外加牺牲剂即可实现PFOA近乎定量脱氟的新型光催化体系。研究发现，光激发可诱导BT-Fl-Py聚合物芴π桥发生构型扭转，形成稳定的长寿命扭曲分子内电荷转移态(TICT)，延长光生电子寿命并增强还原能力。同时，聚合物适度疏水性有利于PFOA在催化界面富集，促进电子向C–F键短程注入。该体系在可见光照射30h后，0.05 ppm PFOA实现近乎完全脱氟，对PFOS、GenX等多种PFAS也有效，在自然太阳光中试反应器中实现PFOA完全脱氟，且催化剂循环3次后效率仍高于98%。研究表明，通过分子构型调控形成长寿命还原态是实现温和条件下PFAS高效脱氟的有效策略，为太阳能驱动PFAS破坏提供了材料和机制基础。