新的研究發現了一種直接且環保的方法來分解特氟龍（當今使用的最具彈性的塑料之一），並將其轉化為有價值的化學成分。
紐卡斯爾大學和伯明翰大學的科學家開發了一種清潔、節能的工藝來回收聚四氟乙烯（PTFE），這種材料在非海鮮廚房和需要承受高溫和刺激性化學品的產品中很受歡迎。
研究小組發現，廢棄的聚四氟乙烯只需用金屬鈉搖動並進行機械運動即可分解並重新使用，所有這些都在室溫下進行，且不含有毒溶劑。
他們的研究發表在雜誌上 美國化學會雜誌 (JACS)。指定了標準氟化物回收技術的低能耗、無廢物替代方案。
通過破壞碳-氟鍵來回收有用的氟化物
紐卡斯爾大學化學教授兼通訊作者羅利·阿姆斯特朗博士說：“我們發現的過程打破了聚四氟乙烯中強大的碳氟鍵，聚四氟乙烯用於氟化牙膏中，並被添加到飲用水中，將其轉化為氟化鈉。
“全世界每年生產數十萬噸聚四氟乙烯，用於從潤滑劑到炊具塗料的各種用途，目前幾乎沒有什麼方法可以擺脫它。當這些產品達到使用壽命時，它們最終會被填埋，但這個過程使我們能夠提取氟並將其轉化為可用的新材料。”
伯明翰大學副教授陸爾麗補充道：“氟是現代生活中必不可少的元素——三分之一的新藥和許多先進材料中都含有氟。然而，傳統上，氟是通過能源密集型、污染嚴重的採礦和化學過程獲得的。我們的方法表明，我們可以直接從日常廢物中回收氟，而再利用的機會就成了問題，而再利用的機會也成為了問題。”
為什麼PTFE這麼難回收？
聚四氟乙烯 (PTFE)，通常稱為特氟龍，因其耐熱性和耐化學性而備受讚譽，是炊具、電子產品和實驗室設備的關鍵材料。然而，這些優勢使得回收變得非常困難。
當聚四氟乙烯燃燒或燃燒時，它會釋放出被稱為“永久化學物質”（PFAS）的持久性污染物，這些污染物會在生態系統中保留數十年。因此，傳統的處置方法會造成重大的環境和公共健康風險。
機械化學提供了更清晰的前進方向
為了應對這一挑戰，研究人員使用了機械化學，這是一種可持續的方法，其中機械力驅動化學反應而不是高熱。
在稱為球磨機的封閉鋼製容器內，小塊金屬鈉與聚四氟乙烯一起研磨。這種研磨使材料在室溫下發生反應，破壞特氟隆內的碳-氟鍵，並產生無害的碳和氟化鈉，氟化鈉是一種廣泛用於氟化牙膏的穩定鹽。
該團隊已經證明，通過這種方法生產的氟化鈉可以立即用於合成其他有價值的含氟化合物，用於藥物、診斷工具和特種化學品，無需額外純化。
通過先進的 NMR 分析確認淨反應
伯明翰大學固態核磁共振 (NMR) 小組負責人 Dominik Kubicki 博士解釋說：“我們使用先進的固態核磁共振波譜（伯明翰的專業之一）在原子水平上探測反應混合物的內部。這使我們能夠證明該過程無需純化即可產生鈉產品。最先進材料的表徵可以加速可持續發展的進程。”
邁向循環氟經濟
這一發現指出了一個循環系統，氟可以從工業廢物中回收，而不是通過廢物損失。這種模型可以大大減少氟基化學品對環境的影響，氟基化學品在醫藥、電子和可再生能源系統中發揮著關鍵作用。
“我們的方法簡單、快速，並且使用廉價的材料，”盧博士說。 “我們希望鼓勵進一步開展其他氟化廢物的再利用工作，並幫助使關鍵含氟化合物的生產更加可持續。”
該研究還強調了機械化學在綠色化學中不斷擴大的作用。這一新興領域用機械運動取代高溫或高溶劑反應，為可持續創新開闢了新的機會。
庫比基博士補充道：“這項研究表明，跨學科科學與先進材料化學和光譜學相結合，如何能夠使最耐用的塑料再次發揮作用。這是邁向可持續氟化學的一小步，但卻是重要的一步。”
