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高效处理废弃塑料的新材料:可漂浮二氧化钛

市场经济网
作者:纪伦
2025-05-08 0.34w

近日,中国科学院金属研究所等机构的研究人员取得重要突破,成功研发出一种新型二氧化钛材料,为塑料废弃物处理提供了革命性的解决方案。

这种名为"浮游态二氧化钛"的新材料具有独特优势:在光照条件下,它能高效分解各种常见塑料制品(如塑料袋、保鲜膜等),无需任何酸碱预处理。与传统材料相比,其分解效率提升了数十倍至上百倍,达到同类研究的最高水平。更值得关注的是,在分解过程中,有40%的产物转化为乙醇。

塑料作为重要的工业材料,广泛应用于包装、医疗、航空航天等多个领域。但随着全球每年产生约64亿吨塑料垃圾,环境问题日益严峻。现有处理方法往往成本高昂且效果有限,如何高效利用废弃塑料成为世界性难题。

光催化分解技术为解决这一问题提供了新思路。这种技术通过半导体材料在光照作用下将塑料转化为高附加值化学品。二氧化钛作为一种传统光催化材料,在光照下会产生具有分解能力的羟基自由基。这些自由基能够切断塑料分子链,但其存在明显缺陷:活性仅持续-billionth秒(十亿分之一秒),且作用范围非常有限。

针对这一瓶颈,研究团队另辟蹊径,通过特殊表面处理使二氧化钛材料获得"水上漂"能力。这种创新设计带来了双重优势:

  1. 实现了阳光、氧气、催化材料与塑料的直接接触,消除了传统方法中光催化材料与塑料之间的接触障碍。
  2. 利用超氧自由基替代羟基自由基。超氧自由基寿命长达1毫秒,是前者的一万倍,能够充分切断塑料分子链。

这一成果发表在《自然·通讯》上,为塑料污染治理开辟了新的技术路径,展示了光催化分解技术的巨大应用潜力。

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