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喝剩的礦泉水瓶、淘汰的舊衣物，這些常見(jiàn)的聚酯類廢棄物有望通過(guò)一場(chǎng)溫和的“分子手術(shù)”實(shí)現(xiàn)完美回收。記者14日獲悉，江南大學(xué)曹靜靜博士聯(lián)合德國(guó)科研人員，近日成功開(kāi)發(fā)出一種低成本、地球儲(chǔ)量豐富的“不飽和配位缺陷氧化鋅納米片催化劑”，為廢舊聚酯塑料在溫和條件下的高效、綠色回收提供了全新解決方案。相關(guān)研究成果發(fā)表于國(guó)際期刊《自然·通訊》。

聚酯塑料年產(chǎn)量巨大，但傳統(tǒng)化學(xué)回收方法依賴強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或高壓等苛刻條件，存在能耗高、設(shè)備腐蝕及廢水處理難等問(wèn)題。此次研究中，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)出表面具有特殊缺陷結(jié)構(gòu)的氧化鋅催化劑。團(tuán)隊(duì)將其形象地比喻為“分子手術(shù)刀”，其表面的大量缺陷位點(diǎn)如同高活性“抓手”，可優(yōu)先吸附并活化水與氧氣分子，從而在近中性水相、無(wú)需有機(jī)溶劑和強(qiáng)堿的溫和環(huán)境中，精準(zhǔn)切斷聚酯的化學(xué)鍵。

實(shí)驗(yàn)表明，在190℃的空氣環(huán)境下，該催化體系僅用6小時(shí)即可將聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）完全解聚，目標(biāo)產(chǎn)物對(duì)苯二甲酸的選擇性超過(guò)99%，其時(shí)空產(chǎn)率較以往報(bào)道提升了一個(gè)數(shù)量級(jí)。

該催化劑展現(xiàn)出優(yōu)異的“底物普適性”。無(wú)論是普通礦泉水瓶，還是含有染料、尼龍、棉等雜質(zhì)的廢舊紡織品，它都能高效處理，對(duì)苯二甲酸回收率均保持在98%以上。該技術(shù)同樣適用于聚碳酸酯、聚乳酸等其他聚酯廢物的高選擇性單體回收。

在環(huán)境友好性方面，催化劑在連續(xù)循環(huán)使用5次后活性依然穩(wěn)定，且反應(yīng)過(guò)程中未檢測(cè)到有害鋅離子浸出，避免了二次污染。生命周期評(píng)估顯示，該工藝相較于傳統(tǒng)石油基路線，顯著降低了全球增溫潛勢(shì)和不可再生能源消耗。技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析也證明，以廢舊PET紡織品為原料回收對(duì)苯二甲酸的成本極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

目前，研究團(tuán)隊(duì)已完成40克級(jí)的實(shí)驗(yàn)室放大實(shí)驗(yàn)，成功將廢塑料轉(zhuǎn)化為高純度原料并重新制備出再生PET。這一突破性進(jìn)展，為我國(guó)廢舊紡織品高值化利用及塑料循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了有力的科技支撐。