阿德莱德大学的研究人员发明了一种利用光催化和太阳能将聚乙烯废物转化为有价值的化学品的方法，为可持续废物管理铺平了道路，并为循环经济做出了贡献。
一个从事基础研究的国际科学家团队发现了一种使用聚乙烯废料(PE)作为原材料的方法。他们通过一种称为光催化的过程，成功地将其转化为有价值的化学物质。
阿德莱德大学纳米技术系主任、化学工程学院能源与催化材料中心主任乔士章教授领导的研究小组在《科学进展》杂志上发表了他们的研究结果。
乔教授说:“我们利用原子分散的金属催化剂，将聚乙烯塑料垃圾升级为乙烯和丙酸，具有高选择性。”
采用氧化耦合室温光催化方法，高选择性地将废物转化为有价值的产品。近99%的液体产品是丙酸，减轻了复杂产品需要分离的问题。使用可再生太阳能，而不是消耗化石燃料和排放温室气体的工业过程。这种废物转化为价值的策略主要由四个组成部分实施，包括塑料废物、水、阳光和利用太阳能促进反应的无毒光催化剂。典型的光催化剂是二氧化钛，其表面有分离的钯原子。”
应对塑料废物挑战
今天使用的大多数塑料最终都被丢弃并堆积在垃圾填埋场。PE是世界上使用最广泛的塑料。日常食品包装、购物袋、试剂瓶都是由PE制成的。它在所有塑料垃圾中所占比例最大，主要被填埋，对全球环境和生态构成威胁。
乔教授说:“塑料垃圾是一种尚未开发的资源，可以回收利用，加工成新的塑料和其他商业产品。”
“催化回收PE废料仍处于早期发展阶段，而且由于聚合物的化学惰性和反应物分子结构复杂性引起的副反应，在实践中具有挑战性。”
潜在影响和未来应用
目前PE废料的化学回收是在高于400摄氏度的高温下进行的，产生复杂的产品成分。
乙烯是一种重要的化工原料，可以进一步加工成各种工业和日用产品，而丙酸由于其防腐和抗菌性能也有很高的需求。
该团队的工作旨在解决当代环境和能源挑战，为循环经济做出贡献。它将用于进一步的科学研究、废物管理和化学制造。
乔教授说:“我们的基础研究提供了一种绿色和可持续的解决方案，可以同时减少塑料污染，并从废物中生产有价值的化学物质，实现循环经济。”
“这将激发高性能光催化剂的合理设计，用于太阳能利用，并有利于太阳能驱动的废物升级回收技术的发展。”
参考文献:张帅，夏炳泉，屈阳，井立强，Mietek Jaroniec，冉景润，乔士章，2024年12月8日，《科学进展》DOI: 10.1126 / sciadv.adk2407
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