文章亮点：
1.创新性：系统地研究了碱金属和碱土金属添加剂在热处理过程中对PFOS矿化效率的影响。
2.高效性：发现Ca(OH)2作为添加剂能显著提高PFOS的矿化效率，达到98%。
3.环境友好：提出了一种可能减少焚烧含PFAS废物时环境影响的方法。
热处理已成为处理含全氟化合物和多氟化合物（PFAS）污染的颗粒活性炭（GAC）的有前途的方法，无论是作为生命周期结束的处理还是再生。然而，其有效性受到高温要求、产生不完全破坏的产物以及需要在废气中清除HF的限制。本研究调查了使用常见的碱金属和碱土金属添加剂来增强吸附在GAC上的全氟辛烷磺酸盐（PFOS）的矿化。在800°C下未经添加剂处理时，只有49%的PFOS矿化为HF。所有测试的添加剂都显示出改善的矿化效果，其中Ca(OH)2表现最佳，在空气或N2中实现了98%的矿化效率。其增加反应速率和改变副产品选择性的能力表明其作用可能是催化性的。此外，添加剂通过与添加剂反应形成无机氟化物（例如CaF2）来减少废气中的HF。提出了一个假设的反应机理，涉及从CaO的O2−缺陷位点向PFOS热分解过程中形成的中间体进行电子转移。这些发现支持在热处理GAC以处理或再利用时使用添加剂，有潜力降低运营成本并减轻焚烧含PFAS废物的环境影响。
图1.实验设置、采样和分析的示意图。
背景：介绍了PFAS的普遍性和对环境的挑战，以及热处理作为处理PFAS污染GAC的一种方法。
材料与方法：详细描述了PFOS污染GAC的准备、热处理实验设计、分析方法等。
结果与讨论：
研究了不同添加剂（包括碱金属和碱土金属）对PFOS矿化效率的影响。
发现Ca(OH)2作为添加剂在提高PFOS矿化效率方面表现最佳。
探讨了操作温度、处理时间、添加剂与氟的摩尔比等因素对矿化效率的影响。
提出了一个可能的反应机理，解释了添加剂如何促进PFOS的热分解。
环境意义：讨论了在热处理含PFAS废物时使用添加剂的潜在环境和经济效益。
Enhancing the Thermal Mineralization of Perfluorooctanesulfonate on Granular Activated Carbon Using Alkali and Alkaline-Earth Metal Additives
Charbel Abou-Khalil, Liliya Chernysheva, Anthony Miller, Angela Abarca-Perez, Graham Peaslee, Pierre Herckes, Paul Westerhoff, and Kyle Doudrick
Environmental Science & Technology 2024 58 (25), 11162-11174
原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.3c09795
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