废PET低温水相转化为限域PdNi的MOF催化剂用于炔烃半加氢
研究团队在低温水相条件下由废PET塑料直接合成PdcNi@UiO-66催化剂,将Pd团簇锚定在Ni团簇上,用于苯乙炔半加氢时65 °C下TOF最高达67,470 h⁻¹,约为商用Lindlar催化剂的20倍。
推荐理由:废PET在低温水相中直接转化为MOF限域PdNi催化剂,作者用DFT解释吸附强度与苯乙炔半加氢选择性的关系。
研究团队在低温水相条件下由废PET塑料直接合成PdcNi@UiO-66催化剂,将Pd团簇锚定在Ni团簇上,用于苯乙炔半加氢时65 °C下TOF最高达67,470 h⁻¹,约为商用Lindlar催化剂的20倍。
推荐理由:废PET在低温水相中直接转化为MOF限域PdNi催化剂,作者用DFT解释吸附强度与苯乙炔半加氢选择性的关系。
研究制备了主链含热可逆 Diels–Alder(DA)环加成物的半结晶聚氨酯,并与以常规丁二醇(BDO)为扩链剂的类似物对比。DA-PU 在高温下可解离,熔体黏度低至 4 Pa.s;等温结晶实验显示其结晶动力学强烈依赖熔融温度,原因是分子量具有动态性。
推荐理由:对比 BDO-PU,读者可看到 DA 环加成物进入主链后如何改变熔体黏度、结晶动力学与相形态。
研究团队合成了一种工业级动态热固性树脂(IDR),通过在聚醚砜链与聚酯基动态共价网络之间构建物理互穿网络来调节粘度,并用现有工业涂布与辊浸渍工艺实现 CF/IDR 预浸料的规模化生产。
推荐理由:原文给出从树脂分子设计到预浸料、热压罐固化大板件与溶剂回收的全链条验证,可看动态热固性复合材料与现有工业装备的衔接程度。
研究者在类聚乙烯聚酯主链中引入位阻不对称吡咯烷酮单元,通过结晶调控把可断裂酯键从晶区移至非晶区,同时保留半结晶增强效果。所得聚合物拉伸强度超过 18.7 MPa、搭接剪切粘附达 15.3 MPa,可在常压甲醇解下完全解聚为易分离的可溶低聚物,即使在混合塑料流中也能实现闭环回收。极性单元在非晶区富集还加快了生物降解,矿化速率达到常规类似物的 2.3 倍。
推荐理由:通过把酯键从晶区移到非晶区,这类类聚乙烯聚酯同时兼顾力学强度、温和甲醇解回收与更快生物降解。
研究报道了磁驱动Au纳米颗粒/螺旋Mn/N掺杂碳纳米管(AMNC)微马达,用于聚苯乙烯(PS)微纳塑料的捕获、时间分辨监测与催化升级,PS接近完全降解,苯甲酸收率约60%。
推荐理由:该工作把磁驱动微马达用于PS微纳塑料的捕获、SERS原位监测与催化升级,给出降解路径与放大条件下的数据。
环状烃的高环张力使其可与二氧化碳交替共聚,生成可闭环回收的聚酯。该策略将CO₂利用与塑料闭环回收结合,为聚酯的可持续合成与回收提供路径。
研究将超小PtPdIrRuCu高熵合金纳米颗粒锚定在N,O掺杂碳笼纤维(NOCCFs)上,N/O锚定位点通过强金属-载体相互作用抑制迁移诱导团聚,700 °C退火后颗粒仅从2.8 nm增至3.8 nm,而Pt/C从2.3 nm增至21.8 nm。
推荐理由:原文给出700 °C退火前后的粒径对比与240 h电解稳定性,可据此判断高熵合金锚定策略对催化剂抗烧结的作用。
研究者制备了负载 Fe、Cu 双单原子的 In2P3S9 纳米片光催化剂,用于将原始 PVDF 塑料直接转化为高价值化学品,性能最佳的 Fe1.0Cu0.5 样品乙酸与甲酸总产率约 1351.8 µmol g⁻¹。
推荐理由:原文给出 Fe-Cu 双单原子光催化剂将 PVDF 转化为乙酸和甲酸的具体产率,可供评估光催化塑料上循环的可行性。
研究以微生物生产的聚(ε-赖氨酸)(PLys)为原料,用带不同侧基的异硫氰酸酯改性α-碳上的氨基,得到硫脲功能化PLys衍生物,再经酸介导环化反应选择性断裂硫脲基团,解聚为环状赖氨酸衍生物。
推荐理由:作者用异硫氰酸酯改性微生物来源的聚(ε-赖氨酸),把酸触发解聚与力学性能放在同一体系里讨论,可看分子设计如何兼顾两者。
研究提出以废聚乙烯为原位碳源和还原剂的水热碳热还原策略,共处理废LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM 622)正极与废塑料。聚乙烯热解驱动NCM 622层间膨胀与八面体畸变,结构坍塌后形成负载于碳纳米片的NiCoMn合金纳米棒(NiCoMn/C)催化剂,动力学分析显示Co位点为主要催化中心、Ni与Mn参与电荷转移。
推荐理由:该工作把废聚乙烯同时用作原位碳源与还原剂,将废正极转化为NiCoMn/C催化剂并用于水处理与锂回收。
研究报道了一类不含丙烯酸酯的光固化树脂,基于二硫键与酯键的双动态体系,用生物基硫辛酸(LA)功能化脂肪族聚酯并与低分子量连接剂组合,得到性能可调的一系列树脂。UV 固化时 LA 开环形成含聚酯主链和二硫键动态交联的网络,经两次热再加工仍保持良好力学性能,两次再加工后的材料在温和条件下实现闭环化学回收,原始光反应树脂组分回收率超过 85%。加速条件下的短期降解实验表明该网络可通过水解降解。
推荐理由:原文展示了双动态酯键与二硫键网络在两次热再加工后仍保持力学性能,并在温和条件下回收原始光反应树脂组分。
研究者用偶氮苯的光异构化与钌配合物的金属-配体配位这两种正交可逆化学,将含偶氮苯聚合物与钌配合物交联,制得材料 P1-Ru1。P1-Ru1 可在多种状态间切换,分别充当结构单元、形变模块、胶粘剂等智能材料系统组件。由 P1-Ru1 不同状态构建的多组分异质智能材料系统,因所有组分化学来源相同,可通过一锅法、无交叉污染地回收。
推荐理由:原文给出偶氮苯光异构与钌配位两种正交可逆化学构建的多态材料,读者可了解可回收智能材料体系的设计思路。
该工作构建了MS/CsPbBr3/3DOM-Co3O4催化体系,以三聚氰胺海绵(MS)作为多孔支架,在气固反应环境中稳定钙钛矿,以水蒸气为质子源实现CO2还原。
推荐理由:三聚氰胺海绵负载钙钛矿用于气相CO2光还原,并给出铅回收与溶剂回用的闭环流程,可了解该体系的循环稳定性数据。
研究重新审视磷酸三钾介导的苄醇条件,发现苄醇原位生成的苯甲醛起关键氧化还原作用,通过此前未表征的机理促进聚合物 C–N 键形成亚胺离子,再经水解与碱促进消除分别断裂 C═N 和 C–O 键,从而回收双酚 A 并释放连接用二胺。碳纤维乃至玻纤织物均得以保留,回收碳纤维织物被再制为第二代复合材料,质量与力学性能接近原生。该机理认识或有助于热固性材料中选择性二胺回收策略的开发。
推荐理由:原文给出苯甲醛作为氧化还原介体选择性断裂 C–N 键的机理,读者可据此理解胺固化环氧回收条件为何需要空气。
研究报道了一种直接催化转化废 PET 制苯的路线,通过连续脱羧把对苯二甲酸酯衍生的 C8 骨架收缩为 C6,在 Ru/W0.4ZrOx 催化剂上苯收率达 83.3%。
推荐理由:Ru/W0.4ZrOx 催化剂把废 PET 直接转化为苯,83.3% 收率与酸性位、氧空位协同机制可供催化与回收路线设计参考。
聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)微塑料经紫外老化后,在超声流体动力学条件下可加速阿特拉津(ATZ)降解。UV老化PP-8的压电催化降解速率常数达0.246 min⁻¹,是原始PP(0.011 min⁻¹)的22.36倍。老化形成的极性羰基(C═O)官能团提升压电性能,促进水中羟基自由基(·OH)生成,该效应在高温、机械磨损和Fenton氧化老化及振荡、空化条件下均成立。
作者以乙醇酸甲酯与氧化苯乙烯为原料,经酸催化环氧开环与分子内环化一锅合成 5-苯基-1,4-二氧杂环己-2-酮(PhDO),H2SO4 催化路线分离收率 62%。
推荐理由:从单体一锅合成到可控 ROP 与催化解聚,完整展示了苯基取代闭环回收聚酯的立体化学调控路径。
研究发现,废旧锂离子电池热解预处理时,PVDF 和隔膜释放的官能团会选择性吸附在 NCM 正极表面,改变有机物热分解路径并阻碍其完全挥发。这种界面作用促进晶格氧活化,与部分分解的碳质物种形成富氧碳质复合物,沿晶界形成致密包覆层,阻碍锂扩散。在硫辅助焙烧选择性提锂中,该界面结构使锂提取效率降至 80% 以下;提高氧分压可完全氧化碳质物种、去除界面屏障,使锂浸出效率恢复至 96.88%。
推荐理由:研究揭示热解预处理中 PVDF 与隔膜同 NCM 正极的界面反应会阻碍锂迁移,为回收工艺设计提供依据。
太阳光驱动的塑料废弃物光重整可同时生成高附加值化学品、燃料和碳材料,其过程类似人工光合作用系统,以太阳能为驱动力、光催化剂为活性介质、废塑料为原料。该综述指出,光重整的实际效率受限于塑料预处理程度、惰性C─X键的活化能力以及目标产物选择性,并强调原位表征在揭示反应机理和指导高效反应体系构建中的关键作用。文章还梳理了当前瓶颈、缓解策略及优先研究方向。
研究者报道了 α-MoC/Fe–N4 催化剂,将 α-MoC 纳米颗粒与氮掺杂碳载体上的 Fe–N4 单原子位点界面结合,通过从 Fe 位点抽取电子密度削弱氧中间体吸附,并促进水解离提供局部质子,推动 *OH 向 H2O 转化。
推荐理由:原文给出 α-MoC 与 Fe–N4 界面协同调控电子与质子的设计思路,可迁移到其他 M–N–C 单原子催化体系。
研究报道一种基于球磨的聚合后修饰策略,将废聚苯乙烯(PS)泡沫转化为氯甲基化 PS,再与硫醇或胺进行亲核取代,得到硫醚或铵功能化的 PS 衍生物。通过调节氯甲基化程度和亲核试剂种类,可获得热性能与溶解性显著不同的聚合物;在调整球磨条件时还可有意促进机械化学断链,从而调控产物的分子量分布。
推荐理由:原文给出球磨条件下氯甲基化与亲核取代的路线,读者可了解废 PS 转化为功能化衍生物的可调空间。
研究团队通过琥珀酸酐、低聚乙二醇衍生环氧化物与烯丙基缩水甘油醚的开环共聚,合成了一系列可降解热响应聚酯,并用作增材制造树脂。低聚物被设计出低临界溶解温度,在 10 °C 以下于水溶液中亲水,接近生理温度时疏水;经槽式光聚合制得的热响应聚酯网络中,低聚物越长交联越多、网络越刚硬。置于水中时,样品在 4 °C 溶胀,体积与重量增加 2 倍、拉伸模量下降;升温至 37 °C 后排出水分并恢复干燥态性能。
推荐理由:原文给出低临界溶解温度设计与交联密度、溶胀行为的对应关系,可据此判断这类可降解聚酯网络的温控区间。
研究设计了一种含亚胺键与氢键互补网络的超支化胶粘剂,与木颗粒在 120°C 热压制备出复合材料 WP/HTP。该材料经三次再加工后力学性能保持 100%,再加工后断裂模量(MOR)为 89 MPa、弹性模量(MOE)为 5.2 GPa,而现有商用工程木复合材料回收率通常为 3%–18%、MOR 为 1–5 MPa、MOE 为 0.1–0.8 GPa。
推荐理由:原文给出超支化胶粘剂在 120°C 热压下的再加工循环数据,可据此判断可回收工程木复合材料的强度区间。
研究者受 RNA 自水解启发,通过引入可水解的脂肪族酯侧基作为活化位点,制备了两种可自激活降解的芳香族聚酯 PEPT 和 PEPF。侧链酯基优先水解提高聚合物亲水性,进而促进芳香族聚酯主链断裂,形成自加速降解过程。
推荐理由:原文给出侧链酯基优先水解带动主链断裂的自加速机制,以及两种聚酯在碱液与磷酸氢二钠溶液中的降解数据。
作者提出逐步浓度调控策略,逐步放大被捕获的链缠结,再通过光交联将缠结态固定在多网络结构中,制得的生物塑料力学性能超过常规加工同类材料并接近商用塑料。该材料保持较高力学稳定性与环境适应性,并可在温和条件下按需降解;作为概念验证,作者将其集成到可情绪响应传感与远程驱动的软电子器件中,器件可通过酶解或化学途径在数小时至数月尺度内程序化降解。
推荐理由:原文给出逐步浓度调控与光交联保留缠结的路线,读者可据此判断生物塑料的力学与降解区间。
研究将 MIL-125-NH2(Ti) 封装进石墨烯气凝胶(GA)基体,构建纳米限域光催化体系,在紫外照射下同时产生还原性水合电子(e aq – )与氧化性羟基自由基(HO • ),实现级联还原-氧化反应。
推荐理由:MIL-125-NH2(Ti)/GA 复合体系在紫外下同时产生水合电子与羟基自由基,为 PFAS 全氟链的深度脱氟提供了一条级联还原氧化的材料思路。
这篇综述总结了如何将市政、工业、农业、电子、建筑拆除和塑料废弃物通过热化学、湿化学、机械化学、物理工程、生物/生物混合及新兴混合策略转化为废弃物衍生环境功能材料(WDEFM)。
研究用 CO2 激光(λ ≈ 10.6 µm,功率 ≈ 7 W)在二维 NiO 纳米片上稳定 Ru 单原子(Ru–SA/NiO),激光处理在 NiO 中引入氧空位并促进 NiO 向 Ru–SAs 的界面电子转移,优化乙二醇氧化反应(EGOR)关键中间体吸附。
推荐理由:hybrid-SIMS 结合原位光谱与理论计算,给出 PET 衍生乙二醇氧化中 C─C 键选择性断裂的中间体证据。
研究在Lewis酸催化、贫水条件下比较了聚氨酯中氨基甲酸酯与脲基的水解反应性,发现二者与相应小分子模型存在明显差异。作者将差异归因于聚合物基体内各键周围微环境不同:相邻醚基通过热分解路径促进氨基甲酸酯断裂,而脲水解走亲核机理。反应性可通过Lewis酸与贫水溶剂选择加以调控,生成的苯胺还能与氨基甲酸酯反应生成脲并配位Lewis酸催化剂,从而沉淀析出、简化产物分离。
推荐理由:研究指出小分子模型无法预测聚氨酯中氨基甲酸酯与脲基的水解差异,为化学回收的选择性解聚提供依据。
研究用动态乙烯基氨酯(VU)交联牛血清白蛋白(BSA),并结合 80 °C 热变性,制得拉伸强度最高 35 MPa 的可化学回收生物塑料。热变性使 BSA 由 α-螺旋转变为更疏水的 β-折叠富集结构,降低吸水率,从而稳定易水解的 VU 交联键。该蛋白质网络可在酸性水中化学回收,实现 BSA 与交联剂的同时回收。
推荐理由:原文给出热变性温度与交联结构如何共同提升蛋白质塑料强度和水解稳定性的对应关系,可据此判断这类可回收生物基塑料的设计思路。
研究报道了一种热氢原子转移(HAT)解聚策略,用于未改性商用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的化学回收,无需光照、氯代溶剂或高稀释条件。
推荐理由:给出无需光照与氯代溶剂的热解聚条件,并说明连续移除单体如何抑制副反应,可迁移到其他加聚物回收。