可漂浮二氧化钛让废弃塑料处理更高效循环经济陕西节能低碳网-区域节能降碳综合门户-sxjndt.com

记者7日从中国科学院金属研究所获悉,来自该所等单位的科研人员成功研制出可漂浮的二氧化钛材料。该材料可以在光照下分解塑料,在不用酸碱溶液预处理塑料的情况下,其分解塑料袋、保鲜膜等常见塑料的效率比传统材料提高了几十到上百倍,创造了中性条件下塑料分解效率新纪录。更重要的是,该材料分解废塑料后所得产物中有四成为乙醇。相关成果发表于《自然·通讯》。

塑料广泛应用于包装、医疗、航空航天等各领域。然而,目前全世界塑料垃圾总量已达到64亿吨,严重威胁环境安全和人类健康。如何处理这些废弃塑料,已成为全球难题。在此背景下,光催化分解塑料技术受到关注。该技术能通过光照射半导体光催化材料,把废弃塑料变成有用的化工原料。

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。“但是,羟基自由基存在明显短板:它们的存活时间仅有亿分之一秒量级,有效作用范围仅10—100纳米。短寿的自由基难以有效抵达塑料制品表面。”论文通讯作者、中国科学院金属研究所研究员刘岗说,因此人们不得不先用强酸或强碱溶液对塑料进行腐蚀处理,但这一预处理环节消耗了整个降解过程85%的成本。

在这项研究中,科研人员突破传统思路,通过给二氧化钛披上一层“防水战甲”,成功让它漂浮在水面上。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。(记者陆成宽)