将聚乳酸(PLA)废弃物光催化重整为高附加值化学品是一种有前景的环境保护和废弃物增值途径,但目前面临着产率低和反应条件苛刻等挑战。
基于此,2025年3月24日,西安交通大学刘茂昌等人在国际知名期刊Advanced Energy Materials发表题为《Pilot-Scale Photoreforming of Hydrolyzed Polylactic Acid Waste to High-Value Chemicals and H2 via Atomic Ru Integration》的研究论文。
在此,作者报道了一种装饰有钌单原子和团簇的Cd0.5Zn0.5S纳米孪晶催化剂,能够选择性地将PLA光催化重整为丙酮酸(PA)和氢气(H₂)。
研究表明,钌单原子通过促进羟基解离有利于PA的形成,而进一步引入的钌团簇则作为氢气生成的活性位点。这种协同效应显著提高了光催化性能,实现了96.8%的PA选择性以及高效的氢气生成,其在400纳米处的表观量子效率达到了创纪录的83.7%。
该方法可扩展应用于户外过程,利用直接的1平方米阳光照射,能够从PLA废弃物中产生约1191毫升/小时的氢气和47.27毫摩尔/小时的PA,为大规模同时生产高价值化学品和氢气开辟了一条可行的途径。
Pilot-Scale Photoreforming of Hydrolyzed Polylactic Acid Waste to High-Value Chemicals and H2 via Atomic Ru Integration, Adv. Energy Mater., 2025.https://doi.org/10.1002/aenm.202500015