聚四氟乙烯（PTFE）因其耐高温、耐化学腐蚀性、低摩擦系数、低介电常数、低吸水率等优异性能，广泛应用于电子电气、化工、国防、航空、医疗等各个领域。然而，聚四氟乙烯中的碳-氟键键能高，约为480 kJ mol^-1，且聚合物分子呈螺旋结构，形成氟原子壳保护层，导致该分子具有极强的稳定性，难以被破坏。因此，废弃的聚四氟乙烯很难在自然环境中降解。通常使用高温裂解将聚四氟乙烯断裂为含氟的有机小分子化合物，或者使用液态金属（钠的液氨溶液、钠萘溶液等）还原来实现聚四氟乙烯中的碳-氟键的断裂。将聚四氟乙烯在温和条件下还原脱氟仍是挑战性难题。

近年来，中国科学技术大学康彦彪教授团队一直致力于高效的光催化体系的发展（J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 20942，Nature 2024, 635, 610，Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202415496）。在此基础上，开发了一种利用超级电容器辅助的电光还原催化体系，通过光化学和电化学的协同作用，对聚四氟乙烯的碳-氟键进行电子注入，实现了在温和条件下的聚四氟乙烯还原脱氟反应；反应的规模可以放大到克量级。该催化体系对于其他小分子的多氟或全氟烷基物质（PFASs）的脱氟也具有良好的适用性。此外，利用具有便携性的超级电容器作为电能的供体，还可以在户外以太阳光作为光能量源，实现对聚四氟乙烯的脱氟反应。这为解决由聚四氟乙烯和PFASs降解困难引发的环境问题提供了更多的可能。

研究运用包括拉曼光谱、X射线光电子能谱、固体核磁共振、傅里叶变换红外光谱等多种测试手段对聚四氟乙烯脱氟的固体产物进行表征，确认其中含有脂肪结构、芳香结构及含氧官能团，并且同时具有有规则的碳结构（拉曼G峰）和无规则的碳结构（拉曼D峰）。在该工作中，结合脱氟后的固体产物结构、反应中观测到的副产物等实验结果以及前期研究工作基础和相关文献报道，对脱氟反应的过程也进行了初步讨论，提出了可能的反应机理。

Electrophotocatalysis for Reductive Defluorination of PTFE and PFASs

Jia-Le Fu, Yu Liu, Yi-Ming Chen, Hao Zhang, Jian-Ping Qu, Yan-Biao Kang

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202422043