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滑铁卢大学的研究人员开发了一种利用太阳光驱动的生物启发式光催化系统，将包括微塑料在内的塑料垃圾转化为醋酸——醋的主要成分。该方法通过将混合塑料升级再造成有价值的化学品，提供了一种潜在的低排放替代焚烧的方法，同时有助于解决水体和其他环境污染问题，未来有望实现规模化、太阳能驱动的回收利用和环境治理。
滑铁卢大学的研究人员发现了一种利用阳光将塑料垃圾转化为醋酸（醋的主要成分）的方法。
这项突破性成果提供了一种利用光催化减少塑料污染的新途径，同时通过一种受自然启发的工艺，创造出一种有用的高附加值化学产品。
“我们的目标是利用阳光将微塑料垃圾转化为高价值产品，从而解决塑料污染难题，”机械与机电工程系教授、唐氏家族新能源材料与可持续发展教席教授吴一民博士表示。
这项研究由滑铁卢大学博士生魏薇在吴一民博士的指导下开展，并得到了滑铁卢纳米技术研究所和水研究所联合种子基金的早期资助。
塑料垃圾，尤其是微塑料，已遍布全球许多生态系统，引发了人们对陆地和海洋生物以及人类健康的担忧。
为了解决这个问题，研究团队开发了一种仿生级联光催化技术，利用嵌入氮化碳中的铁原子，类似于某些真菌利用酶分解有机物的方式。
这种材料在阳光照射下会引发一系列化学反应，高选择性地将塑料聚合物转化为乙酸。该反应在水中进行，因此对于解决水生环境中的塑料污染问题尤为重要。
乙酸广泛应用于食品生产、化学品制造和能源领域。研究表明，乙酸可以由常见的塑料废料制成，包括聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），并且对各种混合塑料成分均有效。
这使得该方法非常适合实际的废弃物处理，为塑料焚烧提供了一种很有前景的替代方案，并有助于推动材料循环利用，同时为塑料升级再造提供一种新的策略。
“无论从商业角度还是社会角度来看，这项创新带来的经济效益都十分可观，”水研究所执行主任、该技术经济分析文章的合著者罗伊·布鲁尔（Roy Brouwer）表示。
“这种方法可以利用丰富且免费的太阳能来分解塑料污染，而不会向大气中排放额外的二氧化碳，”吴教授说道。
研究结果还指出了直接解决微塑料问题的新途径。由于该工艺从化学层面降解塑料，因此有助于防止微塑料在水系统中积聚。
这项研究与滑铁卢大学的“全球未来”计划相契合，该计划旨在支持推进可持续循环解决方案以应对全球环境挑战。
尽管目前仍处于实验室阶段，但研究团队设想，这种方法可以应用于可扩展的太阳能驱动回收和环境清理，并且可以通过对材料和制造工艺进行战略性工程设计来进一步增强光催化升级回收系统。
该研究题为《基于铁单原子碳氮化物的仿生级联光催化可升级回收塑料废料以高效生产乙酸》，近期发表于《先进能源材料》期刊。
