Removal of per- and polyfluoroalkyl substances from water by plasma treatment: Insights into structural effects and underlying mechanisms

低聚物 乙醚 分解 化学 降级(电信) 介质阻挡放电 全氟辛酸 环境化学 有机化学 电极 计算机科学 电信 物理化学
作者
Han Zhang,Luxiang Zhu,Yinyin Zhang,Paul Héroux,Li Cai,Yanan Liu
出处
期刊:Water Research [Elsevier BV]
卷期号:253: 121316-121316 被引量:59
标识
DOI:10.1016/j.watres.2024.121316
摘要

Non-thermal plasma emerges as a promising technology for per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) decomposition due to its notable efficacy and environmentally friendly characteristics. In this study, we demonstrated the efficacy of a falling film dielectric barrier discharge (DBD) system for the removal of 10 PFAS, including perfluoroalkyl carboxylic acids (PFCAs), perfluoroalkyl sulfonic acids (PFSAs) and hexafluoropropylene oxide (HFPO) oligomer acids. Results showed that compounds with fluoroalkyl chain length>4 were effectively decomposed within 100 min, with long-chain PFAS demonstrating more pronounced removal performance than their short-chain analogues. The superior removal but low defluorination observed in HFPO oligomer acids could be ascribed to their ether-based structural features. The integration of experimental results with density functional theory (DFT) calculations revealed that the synergistic effects of various reactive species are pivotal to their efficient decomposition, with electrons, OH•, and NO2• playing essential roles. In contrast, the degradation of PFSAs was more dependent on electron attack than that of PFCAs and HFPO oligomer acids. Significantly, the most crucial degradation pathway for HFPO oligomer acids was the cleavage of ether CO, whether through radical or electron attack. Furthermore, the demonstrated effective removal in various water matrices showed the potential of the plasma system for removing PFAS in complex aquatic environments. This study provided mechanistic insights into PFAS degradation behavior in plasma processes, and it underscored the vital influence of molecular structures on degradability, thereby contributing to the further development and regulation of plasma-based technologies for treating PFAS in water.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
123554发布了新的文献求助10
刚刚
健壮的思枫完成签到,获得积分10
1秒前
lz完成签到,获得积分10
4秒前
开开开完成签到,获得积分10
4秒前
明天完成签到,获得积分10
6秒前
canghong完成签到,获得积分10
7秒前
甜甜醉波完成签到,获得积分10
8秒前
清清完成签到 ,获得积分10
11秒前
asdfghjkl完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
玖月完成签到 ,获得积分0
12秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
12秒前
Peeta应助123554采纳,获得10
13秒前
杨蒙博发布了新的文献求助10
13秒前
Yue完成签到 ,获得积分10
13秒前
滕皓轩完成签到,获得积分10
14秒前
伶俐海安完成签到 ,获得积分10
14秒前
陶军辉完成签到 ,获得积分10
15秒前
HsuMing完成签到,获得积分10
15秒前
zhanglinfeng完成签到,获得积分10
15秒前
18秒前
wxiao完成签到,获得积分10
18秒前
大力水手完成签到,获得积分10
20秒前
li完成签到 ,获得积分10
21秒前
ZDTT发布了新的文献求助10
21秒前
文献互助完成签到,获得积分10
24秒前
吃吃货完成签到 ,获得积分0
25秒前
当女遇到乔完成签到 ,获得积分10
25秒前
ZDTT完成签到,获得积分10
26秒前
0109完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
欣喜的薯片完成签到 ,获得积分10
27秒前
29秒前
迷惘的桃花完成签到 ,获得积分10
29秒前
粗犷的冷霜完成签到,获得积分10
32秒前
忧虑的乐驹完成签到 ,获得积分10
32秒前
breif完成签到 ,获得积分10
33秒前
fan发布了新的文献求助10
33秒前
小透明发布了新的文献求助10
40秒前
新开完成签到,获得积分10
41秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6440926
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8254788
关于积分的说明 17572450
捐赠科研通 5499208
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2900113
邀请新用户注册赠送积分活动 1876760
关于科研通互助平台的介绍 1716941