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前沿 | 理学院邱博诚课题组利用人工光合成助力塑料废弃物高值利用

发布时间：2022-10-13 09:46:42 浏览次数：4676 来源：南京农业大学若有侵权请联系400-0815-589删除

近日，理学院邱博诚教授课题组在催化领域旗舰期刊ACS Catalysis发表题为“Trash to Treasure: Photoreforming of Plastic Waste into Commodity Chemicals and Hydrogen over MoS2-Tipped CdS Nanorods”的最新研究成果。

塑料被认为是20世纪最伟大的发明之一，它极大便利了人们的生产生活。但是，大量的废弃塑料堆积在垃圾填埋场或丢弃到环境中，对自然生态系统构成严重危害。因此，废弃塑料的回收利用一直是个艰巨的挑战。传统垃圾处理方式(堆填、焚烧)并不能改变资源浪费和环境污染的现状，因此，探索环保和经济的塑料废弃物重整途径，实现塑料消费由一次性经济向循环碳经济转变，成为领域热点和卡脖子难题。此前，热催化塑料制备芳烃为塑料高附加值转化提供了策略，但是高耗能、高成本等缺点限制了其经济性能。

人工光合成策略可以在半导体光催化剂表面实现太阳能到化学能的转化。为实现高效的光催化活性，半导体表面需要具有高电荷分离效率。为此，本课题组通过设计CdS纳米棒尖端负载MoS2的光催化剂体系，在这种异质结构中，光生空穴则富集在CdS侧壁负责氧化塑料为高附加值化学品，而光生电子倾向于聚集在MoS2位点驱动水还原到氢气，从而在温和的条件下实现了塑料废弃物的光催化重整，即塑料氧化为高附加值化学品同时催化水分解产生氢气。该策略不仅对聚酯类塑料有显著转化效果，而且对以碳碳键稳定结合的聚烯烃类塑料分子同样能实现高值转化。