热化学和光催化为废塑料的回收利用提供了新途径

日前，东南大学能源与环境学院教授肖睿、张会岩领衔的清洁能源团队以“Photocatalytic conversion of plastic waste: From photodegradation to photosynthesis”为题，在国际权威期刊《Advanced Energy Materials》（影响因子 29.4）上发表文章，并被选为封面论文。

塑料制品，如购物袋、饭盒、饮料瓶等，已经成为我们日常生活中使用最广泛的材料之一。迄今为止，全球已累计产生了超过90亿吨废塑料，其中79%被填埋或丢弃到自然环境中，12%被焚毁，只有9%被回收利用。由于化学惰性，塑料通常需要数百年才能自然降解，导致严重的全球环境污染问题。此外，废塑料的成分可通过微、纳塑料的形式侵入农作物、动物甚至海洋生物，并通过食物链进入人体，最终威胁人体健康。因此，如何变废为宝，回收和高值化利用数十亿吨的塑料垃圾，是人类面临的巨大难题。

热化学和光催化为废塑料的回收利用提供了新途径，这类方法将废塑料作为一种类似于化石能源的富碳和富氢原料，通过定向催化对化学键进行重整，制备高价值的化工用品。本论文主要报道了在温和条件下，利用太阳光作为能源，高选择性、高原子经济性地将废塑料转化为高价值产品，如氢气、乙烯、丙烯、化学品、燃料和材料等。光催化过程通过光能激发产生高能量的电子-空穴对驱动塑料中的C-C和C-H键选择性断裂和重组，反应条件温和，突破了传统热转化易结焦、选择性调控难的瓶颈问题。该论文提出了一种建立可持续循环塑料经济的新范式，为废塑料的资源化利用提供了新的研究思路。

清洁能源团队硕士生张博文和青年教师储升副研究员为文章共同第一作者，张会岩教授为通讯作者，东南大学为第一和唯一通讯单位，论文还得到了中科院大连化物所王峰研究员、新加坡南洋理工大学Han Sen Soo教授和赵新研究员的指导和帮助。近年来，肖睿教授、张会岩教授团队在国家重点研发、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等项目的资助下，在生物质/有机固废高值化利用领域取得了一系列重要进展，针对热转化过程中易结焦、产品收率低、规模化难等问题，提出将光电、微波、等离子体等多种能量引入传统热转化过程中，形成耦合互补，在温和条件下实现零碳/负碳高值转化的新方法。（来源：东南大学）