全氟和多氟烷基化合物（PFAS）因C-F键极其稳定而被称为“永久化学品”，在水环境中迁移性强、难以自然降解，对生态与健康构成长期压力。工程上常用的吸附工艺能把污染物“抓住”，却很难在同一流程中把它“消掉”。由此，一个现实的技术不足就是：如何在同一个材料—工艺体系里，把“高效捕集”“原位降解”“可循环再生”三件事做成闭环；同时，关于此类新材料制备端的环境足迹长期缺乏系统的生命周期评价（LCA），难以为绿色放大和产业化提供定量依据。基于这一背景，本文选取两种结构迥异、具有代表性的阴离子PFAS—HFPO-TA（氟醚羧酸，GenX体系同系物）与OBS（芳香磺酸盐，PFOS替代物）—作为目标污染物进行研究。

图1 论文的图文摘要

本文基于一条绿色乙醇-水路线合成富氮COF，并通过两种方式负载FeOCl，构建FeOCl@COFs复合材料：其一为机械球磨（得到COF-M），其二为化学浸渍（得到COF-C）。材料在微观上兼具COF的规则孔道与可调表面化学，以及FeOCl的光/活化特性，从而在同一载体上实现“高效吸附+光驱动降解”。实验设计上，除常规结构与表面表征外，系统评估了两种PFAS的等温吸附与动力学行为，同时通过DFT计算阐明吸附机理（图1）；提出并验证材料作为光催化剂降解PFAS的机理及路径，并把原位光降解直接嵌入再生环节；同时，开展了首个面向COF基PFAS吸附剂的LCA，量化原料—运输—合成阶段的环境影响。

图2. HFPO-TA和OBS在COF-N侧链上的结合能（a），不同结构单元及吸附复合物的ESP 映射图（b），不同结构单元及吸附复合物的HOMO和LUMO图（c）

性能方面，COF-C表现出更优的综合去除能力：对HFPO-TA与OBS的最大吸附量分别达到276.548 mg/g与566.805 mg/g；在光照条件下，HFPO-TA与OBS的降解分别达到40.590%与99.308%，显示出“芳香OBS明显更易去除”的选择性特征。将光降解用于原位再生后，材料可稳定循环多次，仍保持高去除水平，显示出良好的复用潜力。LCA结果表明：在统一功能单位下，负载FeOCl尤其是COF-C的制备端环境足迹更低；溶剂与部分无机前驱体是足迹热点，提示通过溶剂优化与前驱体替代可进一步降低环境代价。

本文证明了在单一复合材料体系内，将高效吸附、光催化降解与循环再生有机整合的可行性与优势：以COF为“捕集与界面平台”、以FeOCl为“活化单元”，实现了对两类代表性阴离子PFAS（HFPO-TA与OBS）的高效去除，其中化学浸渍法得到的COF-C综合表现最佳。配套的LCA分析首次为COF基PFAS吸附/催化材料的制备阶段进行了定量、可比较的环境影响，明确了未来绿色放大的优化方向。该研究获国家自然科学基金（22366033）、中国科学院“西部之光”人才培养计划和青海大学科研能力提升项目（2025KTSQ15）基金项目资助，研究成果于2025年10月3日以“Photoregenerable FeOCl@N-rich COFs for efficient PFAS remediation: Green synthesis, sorption mechanisms and life-cycle assessment”为题发表于Chemical Engineering Journal（IF=13.2，中科院一区TOP期刊）。生态环境工程学院环境科学专业本科毕业生杨启帆为第一作者，王维老师为通讯作者。