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中国科学院提出光重整废弃PET塑料制备甲酰胺的新策略

💡这项突破是什么?

中国科学院理化技术研究所光化学转换与合成中心陈勇研究员团队,提出了一种光重整废弃PET塑料制备甲酰胺的新策略。该策略利用光催化技术,将废弃PET塑料转化为甲酰胺和氢气,实现了废弃塑料的高值化利用。相关研究成果发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。

PET塑料是日常生活中广泛使用的塑料之一,其废弃处理是当前环境面临的挑战。传统的处理方法如焚烧和填埋,不仅浪费资源,还会造成环境污染。因此,开发高效、环保的废弃塑料转化技术具有重要意义。

该研究团队设计了一种新型光催化剂,能够在光照下将PET塑料中的聚酯链断裂,并与氨水反应生成甲酰胺,同时释放氢气。实验表明,该过程具有较高的转化效率和选择性,甲酰胺产率可达90%以上。

研究还通过原位红外光谱等技术,揭示了光催化反应的具体路径。结果表明,PET首先被光催化分解为乙二醇(EG)和对苯二甲酸(TPA),EG进一步与氨水反应生成甲酰胺,TPA则被转化为其他有机产物。

此外,团队对真实的废弃PET塑料(如矿泉水瓶)进行了测试,验证了该策略的实际可行性。在模拟太阳光照射下,废弃PET塑料能够被有效转化,甲酰胺和氢气的生成速率稳定。

该工作为废弃塑料的资源化利用提供了新思路,有望推动光催化技术在环境治理和资源回收领域的应用。研究得到了国家自然科学基金和中国科学院青年创新促进会的支持。

图6 真实废弃PET的光催化升级。a)真实PET塑料光催化升级循环过程的示意图;b)真实塑料的照片及其转化为甲酰胺和氢气的速率。