ERASE-PFAS: Electrocatalytic Hydrodefluorination of PFAS Using Molecular, Metal-Free Catalysts
ERASE-PFAS:使用分子、无金属催化剂对 PFAS 进行电催化加氢脱氟
基本信息
- 批准号:2051260
- 负责人:
- 金额:$ 40.24万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-08-01 至 2024-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Per- and poly-fluoroalkyl substances (PFAS) are a family of thousands of compounds that have been widely used due to their extreme stability and ease of production. The atmospheric lifetime of PFAS can exceed 2000 years, and they have been widely detected in food, consumer products, drinking water, and living organisms. The toxicity, persistence, and widespread distribution of PFAS has created an urgent need for low cost and effective treatment technologies. The objective of this research project is to address this need through the development of metal-free catalysts that degrade PFAS to non-toxic compounds. The catalysts will be modified to “fine tune” the physical and electrochemical properties to achieve optimal PFAS destruction. An advantage of this approach is that electricity drives the degradation reaction, removing the need for adding reducing chemicals. Successful completion of this project will benefit society through the development of PFAS treatment technology. This project will engage students and the general public in research to promote understanding of chemistry for sustainability. The outcomes of these highly integrated research and education activities address long-standing environmental challenges. They also will provide a rich platform for educating the next-generation STEM workforce, while increasing the scientific literacy of the general public.Widespread contamination of water supplies with PFAS has created an urgent national need for effective and low cost PFAS treatment technology. The goal of this proposal is to address this need through a multi-stage research project to design, synthesize, and evaluate the catalytic mechanisms and performance of molecular, metal-free catalysts for electrocatalytic hydrodefluorination of PFAS. This process uses outer functional spheres of molecular C-, H-, O-, and N-based catalysts to enable and enhance catalytic activity, selectivity, and stability. The knowledge generated from this research will be used to develop design principles for optimizing PFAS hydrodefluorination. Successful completion of this research holds great promise for the development of energy‐efficient and environmentally benign PFAS treatment technology. Outreach activities will focus on educating K-12 students from underserved communities about how chemistry can promote sustainability and encourage them to pursue careers in STEM. An annual sustainability-themed day at the Cincinnati Museum Center will inform the public about how fundamental research leads to science and technology that enhances their daily lives.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
每种和多氟烷基物质(PFA)是成千上万种化合物的家族,由于其极高的稳定性和易于生产而被广泛使用。 PFA的大气寿命可能超过2000年,并且在食品,消费产品,饮用水和活生物体中已被广泛检测到。 PFA的毒性,持久性和广泛的分布迫切需要低成本和有效的治疗技术。该研究项目的目的是通过开发无金属催化剂来满足这种需求,从而将PFA降解为无毒化合物。催化剂将被修改以“微调”物理和电化学特性,以实现最佳的PFAS毁灭。这种方法的一个优点是电动驱动降解反应,消除了增加化学物质的需求。成功完成该项目将通过开发PFAS治疗技术来使社会受益。该项目将吸引学生和公众研究,以促进对可持续性化学的理解。这些高度综合的研究和教育活动的结果应对长期存在的环境挑战。他们还将提供一个丰富的平台,以教育下一代STEM劳动力,同时提高公众的科学素养。宽广的PFA供水污染造成了对有效和低成本PFAS治疗技术的迫切需求。该提案的目的是通过多阶段研究项目来满足这一需求,以设计,合成和评估PFA的电催化性水转移性的分子,无金属催化剂的催化机制和性能。该过程使用分子C-,H-,O-和N基催化剂的外部功能球来启用并增强催化活性,选择性和稳定性。这项研究产生的知识将用于制定设计原理,以优化PFAS Hydreddruorination。这项研究的成功完成对发展节能和环境良性PFAS治疗技术的发展具有巨大的希望。外展活动将着重于教育来自服务不足社区的K-12学生,了解化学如何促进可持续性和鼓励他们从事STEM的职业。在辛辛那提博物馆中心举行的年度可持续性为主题的一天将告知公众基本研究如何导致科学和技术促进其日常生活。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是通过基金会的知识分子优点和更广泛的影响审查标准通过评估来获得的支持。
项目成果
期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hydrodechlorination of Alachlor Using a Molecular Electrocatalyst
使用分子电催化剂进行甲草胺加氢脱氯
- DOI:10.1002/cctc.202201512
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:4.5
- 作者:Devi, Nilakshi;Sarkar, Prasenjit;Patel, Aaqila;Jiang, Jianbing “Jimmy”
- 通讯作者:Jiang, Jianbing “Jimmy”
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