聚乳酸（PLA）塑料作為生物可降解塑料，能夠在自然界中自發(fā)的降解成CO₂和H₂O，成為終結(jié)傳統(tǒng)塑料的理想替代品。然而，PLA的自發(fā)降解過(guò)程緩慢，且是一個(gè)碳排放過(guò)程。這不僅會(huì)加劇溫室效應(yīng)，而且會(huì)造成碳資源的浪費(fèi)。因此，將廢棄PLA轉(zhuǎn)化為增值化學(xué)品是有效的解決策略。光重整技術(shù)能夠利用清潔的太陽(yáng)能原位產(chǎn)生活性氧化還原物種，在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)廢棄塑料的轉(zhuǎn)化和升級(jí)，但面臨催化效率低、產(chǎn)物選擇性差、分離/純化過(guò)程復(fù)雜等難題。

近日，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所光化學(xué)轉(zhuǎn)換與合成中心研究員陳勇團(tuán)隊(duì)，提出了“聚乳酸解聚-氧化-氫化”級(jí)聯(lián)反應(yīng)策略，通過(guò)設(shè)計(jì)CoP/CdS復(fù)合光催化劑，可以在溫和的條件下直接將廢棄PLA塑料高選擇性地轉(zhuǎn)化為丙氨酸小分子。該催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性。一系列原位和時(shí)間分辨的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在CdS上原位生長(zhǎng)的CoP，可以快速?gòu)腃dS中攫取光生電子用于質(zhì)子還原生成活性氫物種，同時(shí)加速光生空穴氧化PLA生成亞胺中間體，且活性氫與亞胺中間體生成丙氨酸。

相關(guān)研究成果以Photocatalytic Upgrading of Polylactic Acid Waste into Alanine under Mild Conditions為題，發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院-香港大學(xué)新材料聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金等的支持。

論文鏈接

光催化重整廢棄PLA制備丙氨酸