变废为宝,中科院理化所用光催化把废塑料废气变成化工原料
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中科院理化技术研究所陈勇研究员团队提出光催化废弃PET塑料重整制备有机硫化合物新路径,为废旧塑料高附加值转化与工业废气资源化利用提供绿色方案。
羟甲基磺酸盐(HMS)是电镀、医药、食品添加剂等领域的关键原料,传统工业合成依赖甲醛与亚硫酸盐,原料来自化石能源、毒性大,且易堵塞管道。团队采用光催化技术,在常温常压下实现绿色转化。
研究以废弃PET塑料与SO₂废气为原料,将PET衍生的乙二醇高效转化为HMS与氢气。团队设计Cu₁/TiO₂单原子光催化剂,在365nm光照下,HMS生成速率达2.31mmolg⁻cat¹h⁻¹,氢气生成速率达4.36mmolg⁻cat¹h⁻¹。
原位表征与理论计算表明,单原子铜位点可高效捕获光生电子,提升电子-空穴分离效率;光生空穴氧化乙二醇与亚硫酸根生成自由基,经C—S偶联得到HMS。
该成果既避开有毒甲醛原料,又实现废塑料与废气协同增值利用,拓展了PET升级回收路线。相关工作发表于《Angewandte Chemie International Edition》,为精细化学品绿色合成与固废、废气协同治理提供新思路。
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