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邱博誠ACS Catalysis：變廢為寶：具有MoS2尖端的CdS將塑料光重整為增值化學品和氫氣

將塑料轉化為增值產品為解決環境問題提供了一個有前景的方法，同時為循環碳經濟提供了推動力。與傳統的塑料加工途徑(例如熱解和氣化)相比，光催化塑料氧化與水分解相結合的光重整策略旨在在溫和條件下實現塑料轉化為增值化學品，同時提供氫燃料。

基于此，南京農業大學邱博誠課題組在水性介質中制備出具有MoS₂尖端的CdS納米棒光催化劑，并實現了將聚酯(例如聚乳酸(PLA)和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET))重整為聚烯烴(聚乙烯(PE))。

MoS₂的定向生長表明界面S^2-陰離子可以通過MoS₂和CdS中的懸空鍵匹配來共享，這種基于以一維(1D)半導體為末端的異質結構有利于通過空間局域化的深能態來實現電荷載流子的快速轉移和分離。此外，在這種異質結構中，源自受限空穴的離域電子傾向于在MoS₂位點上積累，這有利于水還原成氫。同時，CdS側壁上留下的空穴負責塑料的氧化。

實驗結果顯示，基于MoS₂/CdS的光催化體系通過使用預處理的塑料廢料作為原料進行進化，成功將聚酯(PLA和PET)轉化為聚烯烴(PE)，并且能夠有效產H₂；另一方面，塑料氧化半反應是通過光生空穴從CdS轉移到塑料基材引發的，并產生大量的增值羧酸鹽(例如甲酸鹽、乙酸鹽和乙醇酸鹽)和氣態烷烴(例如，甲烷、乙烷、丙烷和n-戊烷)，這有助于通過環保和經濟可行的方式回收塑料。

總體而言，光重整策略具有巨大的潛力，不僅可以在減少浪費的同時發展商品化學品，還促進了塑料升級的進一步發展。

Trash to Treasure: Photoreforming of Plastic Waste into Commodity Chemicals and Hydrogen over MoS₂-Tipped CdS Nanorods. ACS Catalysis, 2022. DOI: 10.1021/acscatal.2c03605

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