PET废塑料电催化转化为高价值化学品
关于PET塑料在日常生活中应用广泛，如矿泉水瓶、快递包装、饮料瓶等，但其废弃后会造成严重的环境污染并浪费碳资源。传统回收方法存在能耗高、易产生二次污染等问题，亟需更绿色高效的处理技术。
PET废塑料电催化转化为高价值化学品，催化剂设计与合成，技术的核心是一款由钯（Pd）、铂（Pt）、铑（Rh）、铁（Fe）、铜（Cu）、钼（Mo）六种金属组成的高熵合金金属硒纳米带催化剂。材料组成与结构特点：成分：六种金属形成高度均匀分布的高熵合金，无相分离；XRD测试显示新增金属元素导致晶格收缩，为优化催化性能奠定结构基础。 结构：采用原子级厚度的纳米带结构，厚度仅0.7纳米（比头发丝细百万倍以上），具有比表面积大、活性位点多的优势，为催化反应提供充足的活性中心，合成方法：通过一步溶剂热法合成：以二乙烯三氨为溶剂和配体，一氧化碳为结构导向剂，PVP（聚乙烯吡咯烷酮）防止团聚，最终成功制备出超薄纳米带结构。催化性能，核心性能指标，高选择性：在0.9 V vs RHE（可逆氢电极）的电位下，将PET水解产生的乙二醇转化为乙醇酸的法拉第效率高达96.81%，几乎所有反应物均转化为目标产物，远超传统贵金属催化剂。 高活性与稳定性：电流密度达到180 mA/cm²，经过12次循环测试后性能无衰减，稳定性优异。 协同系统优势：设计的HER-PET协同系统在1.5 V槽压下，可同步生产乙醇酸和氢气，两者的法拉第效率均接近95%；相比传统电解水系统，工作电压降低1.22 V，能耗大幅下降。
PET废塑料电催化转化为高价值化学品的催化机理，通过DFT（密度泛函理论）计算和实验表征揭示了催化剂高性能的内在机制：电子转移效应：铁、铜、钼会将电子转移给钯、铂、铑，使钯的d带中心上移，增强活性位点对反应中间体的吸附能力，确保反应物被稳定捕获。多金属协同作用：多种金属协同降低了反应决速步的能垒，例如在乙二醇转化为乙醇酸的过程中，关键步骤的能垒从1.26 eV降至1.11 eV，显著提升反应动力学性能。应用前景，乙醇酸是重要的高价值化学品，广泛应用于医药、化妆品、生物可降解材料等领域，市场需求旺盛。PET废塑料来源广泛且价格低廉，该技术实现了“环保-经济”双赢：既解决了塑料污染问题，又实现了碳资源的资源化回收。整个过程在温和条件下进行，无需高温高压，无二次污染，符合绿色化工发展趋势。通过材料设计创新，将高熵合金与原子级厚度金属硒纳米带结合，攻克了PET电催化转化的核心难题。该研究不仅展现了卓越的催化性能（高选择性、高活性、高稳定性），还验证了经济可行性，为PET废塑料的资源化回收提供了绿色高效的新路径。未来规模化生产后，有望对塑料污染治理和碳资源循环利用产生重大贡献。