模型,再现全氟烃基物质(PFASs)降解的过剩电子是第一个详细实时过程是如何发生的。分子动力学模拟,由科学家在美国,可以帮助找到一个方法来去除饮用水中的污染物。
水净化是一个全球危机对人类生活有有形,但巨大的影响,”评论布莱恩·黄领导这项调查加州大学河滨分校。“具体来说,世界上只有2.5%的水可以饮用,并找到方法来解决这些稀缺资源有效地维持地球上的生命的中心。
PFASs是一组超过4700种化学物质,用于不粘炊具、耐污纺织品、食品包装和化妆品。它们含有氟的债券,这是令人难以置信的强大和难以分解,使它们有毒时积累在体内。因此,研究人员正在试图了解这些化合物降解。
黄的调查是第一个实时探测PFASs的降解动态,以前的方法是静态或局限于退化发生后。这些缺点使它很难确定实际的降解机制,直到现在。
黄的团队利用分子动力学模拟来研究两个PFASs的崩溃——并酸(PFOA)和perfluorooctanesulfonic酸(卵圆孔未闭)。他们的模型包围了氟化合物与43个明确的水分子模拟水环境和繁殖水合电子的量子力学行为。额外的电子也直接添加到模拟细胞。
”在现实世界中,这些电子可能是水合电子从外部来源,如产生的紫外线处理的水,也可能来自其他周围的化学物种,”团队成员Sharma Yamijala指出。
团队惊讶地观察超快(< 100 fs)强氟债券PFASs的离解添加额外的电子。PFOA和卵圆孔未闭都脱氟和分离氟债券的数量成正比额外的电子模拟。该小组还看到一个碳碳键(会形成有毒的副产品)的断裂转变成碳碳键=,中间可能进一步拆开降解途径。
不再需要模拟时间尺度预测进一步反应的产品,在我们组和这些计算进展,“Yamijala说。这样的研究也将寻求识别有毒的中间体。
这项工作应该在还原PFASs补救方法,激发进一步的研究的评论布莱恩·卓别林,芝加哥伊利诺伊大学的一位环境工程师,我们。“PFASs补救过去的工作都集中在氧化方法,容易形成有毒的副产品。还原方法有优势更有选择性和副反应的风险较低。下一步的研究在这一领域应重点关注识别能促进脱氟作用的催化剂。
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