光催化塑料转化技术突破 - 中国科学院金属研究所团队开发"漂浮策略"和"维度定制"相结合的新策略 使二氧化钛材料可漂浮于中性水溶液表面[1] - 技术为塑料转化提供极具竞争力的替代方案 相关研究成果发表于《自然-通讯》[1] 中国塑料行业现状 - 中国作为全球塑料生产和消费第一大国 塑料制品行业年累计量超6000万吨[1] - 中国废弃塑料量高达4300万吨 对环境、生态系统及人类健康构成威胁[1] 光催化重整塑料技术原理 - 技术通过太阳光激发半导体材料将塑料分解转化为高值化学品 兼具固废再利用与能源转化双重意义[1] - 二氧化钛作为经典半导体光催化材料 其光生空穴与吸附水分子反应生成羟基自由基[1] - 羟基自由基寿命仅约10纳秒 迁移距离限制在10至100纳米范围[1] - 传统方法需借助腐蚀性强酸或强碱溶液预处理塑料 该工序占据整个流程近85%成本[1] 技术创新亮点 - 在二维二氧化钛表面形成纳米级碳氮疏水层 形成有机-无机杂化结构[2] - 材料形成光催化材料、塑料、水和空气的四相界面 将相界面压缩至分子级接触[2] - 主要利用光生电子还原氧气产生超氧自由基 寿命长达1毫秒 较羟基自由基扩大万倍[2] 性能提升数据 - 实现聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等典型塑料的光重整效率1至2个数量级提升[2] - 产生选择性超过40%的高值乙醇产物 创造中性条件下重整效率新纪录[2] - 技术突破不依赖于腐蚀性溶液预处理[2]