1.文章信息

標(biāo)題：Plastics-to-syngas photocatalysed by Co–Ga2O3 nanosheets

中文標(biāo)題：Co-Ga2O3納米片光催化塑料制合成氣

頁(yè)碼：National Science Review, Volume 9, Issue 9, September 2022, nwac011

DOI: 10.1093/nsr/nwac011

2. 文章鏈接

OXFORD ACADEMIC專用鏈接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwac011

3. 期刊信息

期刊名：National Science Review (Natl. Sci. Rev.)

ISSN: 2095-5138

2022年影響因子：23.178

分區(qū)信息：中科院1區(qū)Top；JCR分區(qū)（Q1）

涉及研究方向：綜合：綜合

4. 作者信息：徐嘉麒，焦星辰，鄭愷（第 一作者），孫永福（通訊作者）中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)

5. 光源型號(hào)：北京中教金源CEL-HXFUV300（300 W氙燈，全光譜）

文章簡(jiǎn)介：

塑料需要數(shù)百年才能自然降解，而它們的化學(xué)降解通常需要高溫高壓。 在這里，我們首先利用太陽(yáng)能在環(huán)境條件下借助水實(shí)現(xiàn)可持續(xù)和高效的塑料到合成氣的轉(zhuǎn)化。例如，商用塑料袋可以通過 Co-Ga2O3 原子層有效地光轉(zhuǎn)化為可再生合成氣，氫氣和一氧化碳的生成速率分別為 647.8 和 158.3 μmol g?1 h?1。原位表征和標(biāo)記實(shí)驗(yàn)表明，水被光還原為氫氣，而包括聚乙烯袋、聚丙烯盒和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯瓶在內(nèi)的不可回收塑料被光降解為二氧化碳，二氧化碳進(jìn)一步被選擇性地光還原為一氧化碳。深入研究表明合成氣生產(chǎn)的效率主要取決于二氧化碳還原過程，因此應(yīng)設(shè)計(jì)具有高二氧化碳還原活性的光催化劑，以提高未來塑料到合成氣的轉(zhuǎn)化效率。 將不可回收塑料光轉(zhuǎn)化為可再生合成氣的設(shè)計(jì)理念有助于同時(shí)消除“白色污染”并緩解能源危機(jī)。

塑料制品（如購(gòu)物袋、飯盒、礦物瓶等）已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂肸廣泛的人造材料之一。據(jù)估計(jì)，全 球每年大約會(huì)生產(chǎn)3.59億噸塑料，按照這個(gè)速度，到2050年自然環(huán)境中將累積約1.2億噸不可回收的塑料垃圾。塑料通常需要數(shù)百年才能自然降解，而它的化學(xué)降解通常需要涉及高溫和高壓等條件，成本昂貴。考慮到塑料垃圾也是豐富的碳資源，因此可以將它們作為原料加以重新利用，制備具有高附加值的化學(xué)品。太陽(yáng)能具有清潔和可再生等優(yōu)點(diǎn)，因此利用太陽(yáng)能將難以回收的塑料垃圾轉(zhuǎn)化為有用的碳基化合物是一種極具前景的新技術(shù)。

合成氣的主要成分為一氧化碳(CO)和氫氣(H2)，它是一種重要的化工原料?；诖耍芯咳藛T提出了一種綠色環(huán)保的策略，在常溫和常壓下，借助水將塑料垃圾通過光照轉(zhuǎn)化為清潔、可再生的合成氣。在該工藝中，H2O會(huì)被還原為H2，而各種塑料制品，如聚乙烯(PE)塑料袋、聚丙烯(PP)塑料盒、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料瓶等可以被光降解為CO。與耗時(shí)的塑料自發(fā)降解相比，該策略利用太陽(yáng)光和合適的光催化劑實(shí)現(xiàn)了塑料的高效降解，而生成的合成氣又可以通過費(fèi)托合成或者聚合過程得到全新的塑料制品。以PE塑料袋為例，Co-Ga2O3納米片可以高效地將其轉(zhuǎn)化為合成氣，其中H2和CO的生成速率分別為647.8 μmol g-1 h-1和158.3 μmol g-1 h-1。

進(jìn)一步的研究表明，合成氣的生成效率主要取決于CO2的還原過程，因此未來應(yīng)設(shè)計(jì)出具有高CO2還原活性的光催化劑，以提高光降解塑料制備合成氣的效率。該工作中所提出的利用太陽(yáng)能將難以回收的塑料轉(zhuǎn)化成合成氣的策略，有助于同時(shí)消除“白色污染”和緩解能源危機(jī)。此工作發(fā)表在國(guó)內(nèi)著名期刊《National Science Review》上。

我們一致認(rèn)為本文的創(chuàng)新之處有以下幾點(diǎn)：

1. 實(shí)現(xiàn)了塑料的降解

2. 構(gòu)建了塑料-CO2-合成氣的體系

3. 催化體系對(duì)多種塑料均有作用

圖1.光催化塑料轉(zhuǎn)化為合成氣性能

圖2.原位紅外和理論計(jì)算揭示光催化塑料轉(zhuǎn)化為合成氣的機(jī)理。

產(chǎn)品推薦：CEL-HXF300-T3

光催化氙燈光源廣泛應(yīng)用于光解水產(chǎn)氫產(chǎn)氧、CO2還原、光熱催化、光熱協(xié)同、光化學(xué)催化、光化學(xué)合成、光降解污染物、水污染處理、生物光照，光學(xué)檢測(cè)、各類模擬日光可見光加速實(shí)驗(yàn)、紫外波段加速實(shí)驗(yàn)等研究領(lǐng)域。

型　　號(hào)：CEL-HXF300-T3

產(chǎn)　　地：北京

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：

1.CEL-HXF300-T3燈箱采用Z 新的模塊散熱結(jié)構(gòu)，提高光輸出穩(wěn)定性；

2.T3燈箱與HXF300電源互相兼容，降低升級(jí)成本；

3.采用的PE300燈泡用戶可自行快速更換，無需任何的連線拆裝；

4.T3燈箱采用Z 新的光路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)燈泡、散熱、隔離、法蘭等多位同心；

5.T3燈箱采用新的溫控反饋系統(tǒng)，既隔離高壓，又提高準(zhǔn)確度；

6.標(biāo)配的轉(zhuǎn)向鏡頭可以匹配M62、M52全系濾光片，可任意多層疊加濾光片；

7.T3燈箱可以選配電動(dòng)升降臺(tái)LMP400，實(shí)現(xiàn)便捷升降調(diào)節(jié)；

8.可以選配LB70防護(hù)箱體（400*400*700mm，可以同時(shí)放兩臺(tái)氙燈）。