2025-05-08 08:39:02
据悉，塑料凭借其低制造成本与高耐用性，在医疗、航空航天、包装等诸多领域占据重要地位。然而，随着塑料的广泛应用，废弃塑料问题日益严峻。目前，全球累计废弃塑料量已飙升至64亿吨，而中国作为全球塑料生产和消费的第一大国，塑料制品行业年累计量超6000万吨、废弃塑料量高达4300万吨。这些废弃塑料对环境、生态系统以及人类健康构成了威胁。在此背景下，光催化重整塑料技术应运而生，该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的双重意义。而二氧化钛是一种常用的半导体光催化材料，在光照下能产生具有塑料分解能力的羟基自由基。这些羟基自由基就像“分子剪刀”，可以剪断塑料的分子链。然而，羟基自由基仅有约10ns的寿命，其迁移距离被限制在10-100纳米范围，短寿命的自由基，难以跨越反应中微米级以上的相界面。故不得不借助腐蚀性强酸或强碱溶液预处理塑料，以增强光催化材料与塑料的界面接触，但这个工序占据了整个流程近85%的成本。科研团队在研究中另辟蹊径，发展了“漂浮策略”和“维度定制”相结合的新策略。通过二维二氧化钛表面形成纳米级碳氮疏水层，赋予了材料可漂浮于中性水溶液表面的特性。相较传统二氧化钛，可漂浮二氧化钛有两个新功能：一是让阳光、氧气、光催化材料和塑料实现零距离接触，突破了原本光催化材料与塑料间的接触屏障；二是可以利用寿命更长的超氧自由基，其寿命长达1毫秒，能充分切断塑料分子碳链。该研究得到了国家自然科学基金委、中国博士后基金及新基石科学基金会资助，相关成果近期以“Floatableorganic-inorganichybrid-TiO2unlockssuperoxideradicalsforplasticphotoreforminginneutralsolution”为题发表于《NatureCommunications》。特别研究助理姜梦培博士为论文第一作者。▲有机-无机杂化TiO2的漂浮特性和氧吸附特性▲有机-无机杂化TiO2的自由基传递新机制▲有机-无机杂化TiO2的光重整塑料性能亚汇网附论文地址：广告声明：文内含有的对外跳转链接（包括不限于超链接、二维码、口令等形式），用于传递更多信息，节省甄选时间，结果仅供参考，亚汇网所有文章均包含本声明。
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