近日,化学化工学院马爽博士团队联合中科院合肥物质科学研究院张云霞研究员团队,在废弃塑料绿色高值化利用领域取得重要进展。团队成功开发PdNi/Ni(OH)2合金催化体系,将PET废塑料电催化转化为高价值乙醇酸,法拉第效率高达96.4%。成果发表于国际权威期刊《Journal of Energy Chemistry》(中科院1区TOP 期刊,中国卓越领军期刊,影响因子15)。
全球 PET 塑料污染日趋严重,传统机械回收与化学回收存在效率低、二次污染等难题。本研究以PET水解产物乙二醇为原料,通过合金介导关键中间体优化策略,实现废弃塑料向高附加值精细化学品的定向转化,为低碳塑料循环提供全新方案。团队采用水热合成与电沉积两步法,将PdNi合金纳米颗粒负载于Ni (OH)2纳米片,构筑高效催化界面。该体系显著提升抗CO毒化能力与循环稳定性,界面电子重构加速电荷转移,塔菲尔斜率低至98.9 mV dec⁻¹;通过强化*OH吸附、精准调控中间体转化,实现乙醇酸高选择性生成,副产物极少。在 1.0 V(vs RHE)条件下,乙醇酸产率达1.67 mmol h-1 cm-2。采用EG氧化替代传统析氧反应,在50 mA cm-2电流密度下电位降低约900 mV,大幅降低能耗。团队构建的阳极产乙醇酸、阴极联产氢气耦合体系,连续运行15次循环后效率仍保持92.9%以上,兼具高选择性、低能耗、长寿命等优势。

该研究实现材料设计、机理研究与器件构建全链条自主创新,首次揭示PdNi/Ni(OH)2界面电子调控对PET电催化升级的关键作用,建立完整的塑料资源化技术路线。研究得到国家自然科学基金、河南省自然科学基金资助,是太阳成集团tyc122cc在能源环境催化与固废资源化领域的代表性成果。
论文信息:Selective electro-upcycling of polyethylene terephthalate to C2 product via alloy-mediated key intermediate optimization
(初审:王敏杰 复审:李伟利 终审:贺国旭)