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常温1小时将PTFE再生为“氟原料”-建立突破性技术,开辟氟循环经济-

新闻与主题

类别:新闻稿 |发表于 2025 年 12 月 15 日


V体育/日本科学技术振兴机构 (JST)

演示要点:

○​ 开发出在室温下1小时内完全分解持久性氟树脂和各种PFAS的技术。
○​ 获得的氟化钾(KF)可以直接在化学反应中重复使用,并且可以直接升级回收为高性能化学品。
○ ​ 灵活的平台技术,只需选择金属即可根据应用将金属转化为 KF、NaF、LiF 或其他氟化物。

总结

V体育的研究小组包括 Masafumi Hattori 先生(纳米医学科学联合专业一年级)、Tatsuki Kiyono 先生(工程系生命与材料化学专业二年级学生)、Zhengyu Cho 助理教授(生命与应用化学系)和巴伦西亚大学 Jorge 教授 Tetsuo Shibata(生命与应用化学系) Escorihuela 通过与教授的共同研究,我们开发了一种技术,通过在室温下进行一小时的机械化学反应(*2),将PTFE(聚四氟乙烯)这种被认为极难再利用的含氟聚合物(氟塑料)(*1)完全分解为高纯度KF和碳材料还原氧化石墨烯(rGO(*3)),并回收氟(F)。所得KF KF可直接用于氟化无需纯化即可进行反应,可直接从“氟树脂和各种PFAS(*4)升级为高性能含氟化合物”(*5)。此外,通过改变所用金属的类型,PTFE可用于氟化反应。据透露,它可以转化为牙膏中使用的高纯度氟化钠(NaF)和锂离子电池材料必需的氟化锂(LiF)。

该方法不仅适用于 PVDF、PCTFE、ETFE、PFA 和 FEP 等含氟聚合物,还适用于环境中累积和持久性令人担忧的 PFOS、PFOA 和 PFHxS (*6),以及其他低分子量 PFAS,这表明氟可以高效回收,并从各种 PFAS 中实现有价值。

我们相信这一成果是氟资源可持续循环(氟循环经济)的重要突破,可以同时解决PFAS处置和氟资源枯竭的国际问题。

该研究成果发表在国际学术期刊上自然通讯以在线新闻版本发布(日期为 2025 年 12 月 11 日)。251215press_shibatajpg

▶了解详情(新闻稿文本)点击此处

致谢

这项研究是日本科学技术振兴机构 (JST) 战略创意研究促进项目 CREST 研究领域“分解、降解和稳定的精密材料科学”的一部分(研究导师:高原淳(九州大学负排放技术研究中心)该项目是在研究项目“氟材料的精确分解以实现氟循环社会”(研究代表:柴田哲男)的支持下进行的(项目编号 JPMJCR21L1)、本岛诚二博士 (CMC 研究所)、大金工业株式会社 (特聘教授)

论文信息

论文标题:通过机械化学工艺将 PTFE 和 PVDF 升级为含氟化合物
作者姓名:Masashi Hattori、Tatsuki Kiyono、Zhengyu Zhao、Masahiro Higashi、Moe Fujishiro、Yosuke Kishikawa、Jorge Escorihuela、Norio Shibata*
*通讯作者
已出版的杂志:自然通讯
发布日期:2025 年 12 月 11 日
DOI:101038/s41467-025-67299-y
网址:

术语表

(*1) 含氟聚合物(氟塑料)
分子结构中含有氟的聚合物树脂,具有非粘着性、低摩擦性、耐化学性、耐热性、电绝缘性、耐候性等优异的性能。化学结构的差异提供了独特的高功能性。具体而言,PTFE、PVDF、PCTFE、ETFE、PFA 和 FEP 是已知的(结构细节参见图 1)。

(*2) 机械化学反应(机械化学)
一种通过使用强力机械搅拌(例如在球磨机中)进行有机合成反应的新技术。该技术的使用有可能通过最大限度地减少有机溶剂的使用并允许传统有机合成中难以处理的难溶性化合物(未使用的材料)进行反应,从而极大地推进有机合成。

(*3) 还原氧化石墨烯 (rGO)
通过还原氧化石墨烯sp获得的材料2具有主要由碳骨架组成并含有少量氧官能团和缺陷的层状结构。

(*4)PFAS
有机氟化合物中全氟烷基化合物和多氟烷基化合物的总称。
具有部分结构的化合物,其中化合物中碳原子可形成的所有键均与氟键合。它具有多种用途,例如防水剂、防油剂和表面活性剂。然而,由于某些PFAS稳定性高,在环境中很难分解,它们在环境中的积累和持久性成为一个问题。

(*5) 升级改造(价值转换)
这是一个利用副产品和废料来创造具有新功能和质量的高附加值材料的过程。

(*6)PFOS、PFOA、PFHxS
全氟辛烷磺酸 (PFOS)、全氟辛酸 (PFOA) 和全氟己烷磺酸 (PFHxS) 的缩写,作为特定 PFAS 进行监管。

联系信息

(研究相关)
V体育生命与应用化学系
柴田哲男教授
电话:052-735-7543
邮箱:nozshiba[在]nitechacjp

(关于 JST 业务)
日本科学技术振兴机构战略研究推进部绿色创新组
安藤佑介
电话:03-3512-3531
电子邮件:crest[在]jstgojp

(关于公共关系)
V体育企划公关科
电话:052-735-5647
邮箱:pr[在]admnitechacjp

日本科学技术振兴机构公关部
电话:03-5214-8404
电子邮件:jstkoho[在]jstgojp

*请将每个 [at] 替换为 @。


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