Electrochemical degradation of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) using innovative graphene-based nanostructered materials

Abstract

The ubiquitous presence of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in aquatic environments has emerged as a global concern. PFAS are a group of thousands of human-made chemicals that have been a staple in hundreds of commercial and industrial products for decades. Despite their long history of use, scientific studies have shown PFAS have serious adverse impacts on human health and the environment, even at very low levels. Due to their unique chemical structure, PFAS show exceptional stability and ability to repel oil, grease, water, and heat, resulting in their (bio-)accumulation in the environment. Commonly detected in landfill leachate, industrial and municipal wastewater treatment plant effluents, and groundwater contaminated with aqueous film-forming foam (AFFF), PFAS present challenges for conventional and advanced wastewater treatment methods. Consequently, this thesis focuses on investigating the efficacy of electrochemical oxidation (EO) using various doped graphene sponge anodes for PFAS degradation, both in synthetic electrolytes and landfill leachate

La presència omnipresent de substàncies per- i polifluoroalquils (PFAS) en entorns aquàtics ha emergit com una preocupació global. Els PFAS són un grup de milers de substàncies químiques creades per l'home que han estat ingredients principals en centenars de productes comercials i industrials durant dècades. Malgrat la seva llarga història d'ús, hi ha estudis científics que han demostrat que els PFAS tenen greus impactes adversos sobre la salut humana i el medi ambient, fins i tot en concentracions molt baixes. A causa de la seva estructura química única, els PFAS mostren una estabilitat excepcional i la capacitat de repel·lir oli, greix, aigua i calor, la qual cosa resulta en la seva (bio-) acumulació en el medi ambient. Sovint es detecten en lixiviats d’abocadors, efluents de plantes de tractament d'aigües residuals industrials i municipals, i aigües subterrànies contaminades amb escuma formadora de pel·lícula aquosa (AFFF), els PFAS presenten reptes per als mètodes convencionals i avançats de tractament d'aigües residuals. Per tant, aquesta tesi es centra a investigar l'eficàcia de l'oxidació electroquímica (OE) utilitzant diversos ànodes d'esponja de grafè dopats amb diversos elements per a la degradació dels PFAS, tant en electròlits sintètics com en lixiviats d’abocador