《科学通报》2025年6月下旬刊(“废弃塑料转化利用专题”| 文章速递

封面图片以Ru-20ZnO/NiAl2O4催化剂上混合废塑料氧化解聚产物重整制氢过程为例, 展示了混合废塑料衍生的小分子含氧有机物在低温水热环境下向氢气的高效定向转化过程, 并揭示了含氯废塑料组分对催化体系的影响机制. 详见苏红才等人文(p2892)

悦读科学

镁不胜收: 惰性MgO在纳米世界的“活性觉醒”

袁紫亮, 王董雪, 周鹏, 张泽会

废弃塑料转化利用专题

编者按

废弃塑料的降解和高值化利用

林龙飞, 梅清清

进展

可降解塑料的环境降解和影响研究进展

张雨辰, 徐源, 谢冰

“禁塑令”颁布以来, 可降解塑料被广泛应用而其环境安全性和可控性尚缺乏系统认识. 本文对可降解塑料的定义和分类、降解特征、生物处理的潜力和限制、中间产物的潜在影响进行了综述, 并对可降解塑料的环境归趋, 材料开发应用和处理处置进行了建议与展望.

废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯化学升级回收研究进展

戴瑞红, 林航青, 詹佳慧, 丛容非, 罗虎, 魏雪梅, 夏林, 王慧

全球塑料产量约4亿吨/年, 在提供便利的同时产生了大量的废弃塑料, 碳中和目标和限塑令的要求, 使得废塑料高值化利用刻不容缓. 本文针对常见的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET), 综述了其化学升级利用的主要技术以及面临的困难和挑战, 旨在推动塑料循环经济的发展.

聚酯催化氢解研究进展

边文格, 徐向超, 白培志, 谢银君

本文综述了近十年来催化聚酯氢解直接制备高值化学品的研究进展. 围绕氢解过程中C−O键的活化, 阐述了催化剂、反应条件和选择性之间的相互关系, 总结了当前废弃聚酯催化氢解回收的优点、局限和未来发展趋势, 以此助力发展循环经济.

评述

化学氧化升级回收聚烯烃塑料研究进展及挑战

陈国利, 黄垒

催化氧化升级回收方法可以在温和条件下将塑料转化为含氧高价值化学品, 是塑料化学回收的重要方向之一. 本文综述了聚烯烃塑料催化氧化回收的最新研究, 涉及热催化、光催化、光热催化和电催化等多种技术路径, 并探讨了可能的催化机理, 探讨了该领域的挑战与研究方向.

废弃塑料的升级回收利用: 策略、现状与前景

许振, 高通, 刘雪琪, 许建军

过去30年, 国家政策为废塑料规范化和高值化发展奠定了基础, 塑料升级回收技术蓬勃发展. 但实际应用中的升级回收仍面临效率、经济和环境的复杂挑战. 为应对这些复杂科学问题, 跨学科的研究、剖析将为实现“塑料困境”到“绿色未来”的转变提供关键支持.

废PET塑料化学解聚和升级再造的研究进展

刘佳铭, 欧阳雪儿, 张译天, 罗刚, 梅清清, 张士成

塑料废弃物的资源化利用已成为社会关注的焦点. 本文聚焦聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料的化学回收, 整理了近年来富有潜力和前沿的化学解聚技术, 为废塑料高价值回收的研究提供了新视角和新思路.

论文

聚酯-聚烯烃混合废塑料低温水热转化制氢联产对苯二甲酸

苏红才, 王树荣

不同塑料间的特性差异给混合废塑料的处置带来了极大的难题. 本文针对该问题提出了混合废塑料低温水热氧化解聚耦合催化重整制氢联产高品质化学品的新反应体系, 实现了混合废塑料向氢气和对苯二甲酸的高效定向转化,为混合废塑料的高值化利用提供了一条新路径.

NiMo双金属催化热解废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯

刘俊泓, 李益, 宋坤桐, 侯文霞, 郑煦

本文使用高选择性的NiMo催化剂, 通过催化热解技术生产富含TPA的芳香族产品. 重点研究了不同镍含量和不同载体的NiMo催化剂在PET热解过程中的构效关系, 并详细描述了PET形成TPA的反应途径. 这项工作有望减少PET废物在环境中的高度持久性积累, 以及化学下游产品对化石燃料的依赖.

超薄b轴取向的ZSM-5分子筛催化聚烯烃制芳烃

范怡怡, 陈文君, 刘跃, 徐可清, 张帆

聚烯烃是最广泛使用的塑料, 本文报道了ZSM-5沸石纳米片在聚烯烃芳构化中的优异催化活性. 通过Py-IR、DTBPy-IR、IGA等表征发现, 聚烯烃裂解活性与分子筛外酸强度呈线性相关, 且外酸与扩散的协同效应显著提高了反应活性和催化剂稳定性.

绿氢助力碳中和专题

观点

“双碳”战略下绿色动力与数字技术融合驱动汽车产业高质量发展及其趋势展望

杨东日, 巩键, 周宝文

百年未有之大变局下, 绿色动力技术与先进数字技术深度融合, 持续推动汽车产业的变革性发展, 并协同新兴战略产业集群重塑产业格局, 引发深刻的经济社会系统性变革, 最终助力实现“双碳”战略目标, 促进人类社会的可持续发展.

评述

电解海水制氢的挑战、策略与未来

范容莉, 赵敏跃, 邹志刚, 李朝升

结合可再生能源分解海水制氢为未来能源结构转变提供了一种方案. 本文从海水电解的原理和面临的挑战入手,着重介绍了海水电解阳极电催化剂和电解槽设计的最新研究进展. 最后, 对海水分解的工业应用面临的挑战和前景进行了展望.

一体式再生燃料电池的研究进展与展望

邱殿凯, 刘洋, 张忠豪, 郭孟迪, 杨淼, 彭林法

一体式再生燃料电池(URFC)在同一装置内集成了燃料电池发电和水电解槽制氢双功能, 具有高比能量、高能量转换率等优势, 但面临往返效率低、催化剂贵金属载量高、耐久性差等诸多问题. 本文系统地对双功能部件及材料的研究进展进行总结, 并对URFC发展进行展望.

尖晶石析氧催化剂的挑战、应用与调控策略

肖抗, 刘兆清

尖晶石类催化剂是实现低成本和高效率电解水制氢最具有潜力的候选材料之一. 然而, 改进和调控尖晶石催化剂的电化学活性和长期稳定性仍面临挑战. 本文总结了近年来尖晶石催化剂的研究进展和改性策略, 为高效电催化剂设计合成及应用给予了理论指导.

评述

材料科学与工程

三维导电聚合物微纳电极在脑类器官研究中的应用与展望

周鑫, 顾忠泽

本文详细探讨了三维导电聚合物微纳电极的独特优势, 涵盖了材料特性、制造工艺及其在脑类器官中的广泛应用, 特别是在药物筛选、神经疾病建模和脑机接口等领域的应用潜能. 通过分析不同几何结构的电极设计及功能优化, 进一步展望了三维导电聚合物微纳电极在神经科学研究中的应用前景, 助力推动相关领域的发展.

向海土木工程的内涵与发展前沿

肖建庄, 李文明, 胡亚安, 杨海峰, 谢立全, 夏冰, 罗丹旎

向海图强的发展亟需土木工程基础设施的科学支撑. 基于海洋强国与“双碳”目标战略导向, 本文提出了向海土木工程的概念, 剖析了向海土木工程的科学内涵、发展前沿及技术挑战, 探究了向海土木工程的基本架构、功能定位及关键问题, 凝练了向海土木工程低碳材料、长寿命结构、绿色建造和智慧防灾等重点研究方向.

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