中国团队光催化技术:聚酯塑料变宝,二氧化硫不再是废料
中国科学院理化技术研究所:废弃聚酯塑料与二氧化硫“变废为宝”新突破
近日,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一项重要进展。研究团队成功运用最新开发的光催化技术,将废弃的聚酯(PET)塑料与工业废气二氧化硫转化为具有广泛应用价值的有机硫化合物,实现了“变废为宝”的绿色化学转化。
这项在光催化领域的研究成果,不仅为有机硫化合物的合成提供了全新的策略,也为废旧塑料的高附加值转化开辟了新的路径,进一步丰富了聚酯塑料升级回收的潜在产品谱系。相关研究成果已于近期发表在国际权威学术期刊《德国应用化学》上。
研究团队介绍,光催化技术以其绿色、温和的反应特性,能够在常温常压下原位活化生成具有氧化还原活性的物种,为精细化学品的绿色合成提供了新的思路。此前,该团队已成功利用废弃塑料和氨作为碳源和氮源,通过光催化碳-氮(C-N)偶联反应,制备出了氨基酸和甲酰胺。
在此基础上,研究团队进一步设计了铜单原子/二氧化钛(Cu-TiO₂)单原子光催化剂,该催化剂能够显著提升光生电子-空穴对的分离与转移效率,从而有效增强催化活性。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重要的有机硫化合物,其应用领域十分广泛,包括电镀、医药合成、食品添加剂、农用化学品以及橡胶材料等。
目前,工业上生产羟甲基磺酸盐主要依赖于甲醛与亚硫酸盐的亲核加成反应。然而,甲醛作为一种来源于化石能源的原料,具有较强的毒性,且容易聚合生成多聚甲醛,从而引发管道堵塞和生产中断等问题。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的应用价值。

此次中国科学院理化技术研究所的研究成果,不仅展示了我国在绿色化学和循环经济领域的创新实力,也为解决全球废弃塑料污染问题和开发新型化学合成方法提供了有益的探索方向。