阳光驱动的“变废为宝”技术 | 科技前线

全球每年产生约7000万吨PET塑料，广泛用于饮料瓶和纺织纤维。然而，超过80%的废弃PET最终被填埋或丢弃，既污染环境，也是对资源的巨大浪费。

中国科学院理化技术研究所科研团队研发了一种“点塑成金”的技术——仅借助阳光照射，就能将废弃塑料转化为高附加值化学品与清洁氢气，真正实现“变废为宝”。

▲光重整废弃PET塑料制备甲酰胺耦合制氢

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高效产出高价值化学品与氢气

这项技术的核心是一种名为Pt1Au/TiO2的光催化剂，它如同一位高效的“光能调度师”，在太阳光驱动下，精准引导废弃PET塑料实现高值转化。

该技术的目标产物甲酰胺，是制造农药、聚合物、塑料等精细化学品的核心原料。传统合成路线存在工艺毒性高（涉及CO为原料）、环境负荷大（三废排放量高）、反应条件苛刻（高温高压）等问题，严重制约产业可持续发展。

有了这项光催化新技术，在常温常压下就能进行甲酰胺合成，环境友好、效率优异：每小时每克催化剂可产生约7.1 mmol的甲酰胺和22.8 mmol的氢气。

▲光催化生成甲酰胺和氢气

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双金属协同效应

高效的关键在于“双金属协同效应”。研究人员发现，铂（Pt）和金（Au）就像两位默契的搭档：铂原子负责捕捉光生活性电子，金纳米颗粒则负责接收空穴，大大提高了电荷分离效率，使催化活性提升整整30倍。

整个反应的实现路径也具有独特性，它通过自由基路径进行。在光照下，塑料中的乙二醇单元和氨分子被活化，产生醛中间体和氨基自由基，最终两者结合形成高附加值的甲酰胺。

▲光催化生成甲酰胺和氢气的反应路径

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开拓绿色转化之路

这项研究为废塑料的高值化利用开辟了新路径，也为含氮精细化学品的绿色合成提供了全新思路。

或许在不远的将来，每一片阳光照到的塑料，都不再是垃圾，而是资源的新起点。

来源：中国科学院理化技术研究所