随着塑料的产量和消耗量逐年增长,废弃塑料的回收治理成为了全球性的难题。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等聚烯烃塑料占全球废弃塑料的60%以上,这类塑料难以自然降解,给生态环境和人类健康都造成了极大的威胁。聚烯烃塑料主要由惰性的碳碳键和碳氢键构成,因此其在常温常压下的升值转化仍面临着巨大的挑战。针对以上瓶颈问题与挑战,东南大学能源与环境学院张会岩教授课题组设计了等离子体-光催化系统,以实现聚烯烃塑料在常温常压下的高效转化。 该技术采用低温等离子体在空气中对塑料表面进行预处理,在塑料表面接枝含氧的极性官能团,提升塑料的亲水性并改善水溶液中塑料和催化剂的吸附特性。然后,将等离子体处理后的塑料置于光催化反应器中,在模拟太阳光下进行光重整反应。在光重整反应过程中,水被还原生成氢气,塑料被转化为CH4, CO等有机气体。对照实验证实了塑料表面接枝的含氧官能团可以显著提升光重整过程中的反应活性,光重整产氢速率达到了100 μmol g-1 h-1以上,相比未处理的塑料提升了3.3倍。等离子体-光催化系统的设计为聚烯烃塑料在常温常压下的绿色高效转化提供了新思路。
论文信息 An Integrated Plasma–Photocatalytic System for Upcycling of Polyolefin Plastics Yuting Jiang, Dr. Huiyan Zhang, Longfei Hong, Jingjing Shao, Bowen Zhang, Jiajun Yu, Dr. Sheng Chu 东南大学硕士生江雨婷为第一作者,张会岩教授和储升副研究员为通讯作者。 ChemSusChem DOI: 10.1002/cssc.202300106