中国团队研发光催化技术:实现聚酯塑料和二氧化硫变废为宝

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4月26日消息,据媒体报道,中国科学院理化技术研究所(简称“理化所”)在废弃塑料高值化利用领域取得新突破。研究团队利用最新开发的光催化技术,成功将废弃聚酯(PET)塑料与工业废气二氧化硫转化为具有广泛用途的有机硫化合物,实现了“变废为宝”。

这一光催化领域的重要研究成果,不仅为有机硫化合物的合成提供了新策略,也为废旧塑料的高附加值转化开辟了新路径,进一步丰富了聚酯升级回收的产品谱系。相关论文近日发表于国际专业学术期刊《德国应用化学》。

据研究团队介绍,光催化技术具有绿色、温和的反应特性,能够在常温常压下原位活化生成氧化还原活性物种,为精细化学品的绿色合成提供了新思路。此前,团队已成功利用废弃塑料和氨分别作为碳源与氮源,通过光催化碳-氮(C-N)偶联反应制备出氨基酸和甲酰胺。

在此基础上,研究团队进一步设计出铜单原子/二氧化钛(Cu-TiO₂)单原子光催化剂,显著提升了光生电子-空穴对的分离与转移效率,从而有效增强了催化活性。在光照条件下,该催化剂成功将聚酯衍生的乙二醇高效转化为羟甲基磺酸盐(HMS)和氢气。

羟甲基磺酸盐是一种典型的有机硫化合物,广泛应用于电镀、医药合成、食品添加剂、农资及橡胶材料等领域。

目前,工业上主要采用甲醛与亚硫酸盐的亲核加成反应生产羟甲基磺酸盐。然而,甲醛来源于化石能源,毒性较强,且易聚合生成多聚甲醛,导致管道堵塞和生产中断。因此,开发绿色、高效、可持续的新型羟甲基磺酸盐合成路线,具有重要的研究意义和实际应用价值。