Le sostanze per- e polifluoroalchiliche (PFAS) sono ormai onnipresenti negli ambienti acquatici di tutto il mondo. Negli ultimi anni è stato proposto l’arricchimento dei PFAS sulla superficie delle nanobolle sugli assorbenti, ma non sono state fornite prove dirette a sostegno di questo nuovo meccanismo di assorbimento. Un nuovo studio ha utilizzato la teoria funzionale della densità (DFT) e la dinamica molecolare (MD) per analizzare con delle simulazioni il contributo delle nanobolle all’assorbimento dei PFAS sul grafene incontaminato e funzionalizzato (GR).

L’energia di assorbimento dei PFAS su GR-NH2 è risultata superiore a quella di GR-OH, mentre GR ha mostrato un’energia di assorbimento più bassa. Se si considera l’effetto delle molecole d’acqua, la proprietà oleofobica della catena C-F ha reso difficile l’interazione idrofobica nell’assorbimento dei PFAS sul GR non polare.

Con l’esistenza di nanobolle, si è visto che sia il GR che il GR-NH2 possono rimuovere efficacemente i PFAS, ma i loro meccanismi di assorbimento sono molto diversi. Per i GR idrofobici, le nanobolle inizialmente attaccate alla superficie dei materiali hanno svolto un ruolo fondamentale, mentre per i GR-NH2 idrofili sono state più importanti le nanobolle disperse nella soluzione.

Inoltre, le nanobolle hanno dato un contributo più significativo alla rimozione dei PFAS a catena lunga. Gli esperimenti di degassificazione e aerazione hanno confermato i risultati della simulazione. La rimozione di PFOS è diminuita del 27,7% al massimo dopo la degassificazione ed è aumentata del 21,0%-29,2% dopo l’aerazione.

Lo studio

Contribution of Nanobubbles for PFAS Adsorption on Graphene and OH- and NH2-Functionalized Graphene: Comparing Simulations with Experimental Results | Environmental Science & Technology (acs.org)