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可漂浮二氧化鈦材料成功問世 處理廢棄塑料更高效
2025年05月08日 15:19:33
來源：化工儀器網 點擊量：183
近日，中國科學院金屬研究所科研人員成功研制出可漂浮的二氧化鈦材料。其分解塑料袋、保鮮膜等常見塑料的效率比傳統材料提高了幾十到上百倍，創造了中性條件下塑料分解效率新紀錄。
隨著塑料工業的迅猛發展，塑料制品的應用已深入到社會的每個角落，從工業生產到衣食住行，塑料制品無處不在。據統計，全球塑料消耗量正以每年8%的速度增長，2030年塑料的年消耗量將達到7億多噸。塑料垃圾已悄然向人們涌來，嚴重影響著人們的身體健康和生活環境，如何高效處理廢棄塑料和垃圾塑料帶來的污染問題，迫在眉睫。
近日，中國科學院金屬研究所科研人員成功研制出可漂浮的二氧化鈦材料。該材料可以在光照下分解塑料，在不用酸堿溶液預處理塑料的情況下，其分解塑料袋、保鮮膜等常見塑料的效率比傳統材料提高了幾十到上百倍，創造了中性條件下塑料分解效率新紀錄。更重要的是，該材料分解廢塑料后所得產物中有四成為乙醇。相關成果發表于《自然·通訊》。
據悉，目前全世界塑料垃圾總量已達到64億噸，嚴重威脅環境安全和人類健康。如何處理這些廢棄塑料，已成為全球難題。在此背景下，光催化分解塑料技術受到關注。該技術能通過光照射半導體光催化材料，把廢棄塑料變成有用的化工原料。
二氧化鈦是一種常用的半導體光催化材料，在光照下能產生具有塑料分解能力的羥基自由基。這些羥基自由基就像“分子剪刀”，可以剪斷塑料的分子鏈。但是，羥基自由基存在明顯短板：它們的存活時間僅有億分之一秒量級，有效作用范圍僅10—100納米。短壽的自由基難以有效抵達塑料制品表面。因此人們不得不先用強酸或強堿溶液對塑料進行腐蝕處理，但這一預處理環節消耗了整個降解過程85%的成本。
本次研究中，科研人員突破傳統思路，通過給二氧化鈦披上一層“防水戰甲”，成功讓它漂浮在水面上。相較傳統二氧化鈦，可漂浮二氧化鈦有兩個新功能：一是讓陽光、氧氣、光催化材料和塑料實現零距離接觸，突破了原本光催化材料與塑料間的接觸屏障；二是可以利用壽命更長的超氧自由基，其壽命長達1毫秒，能充分切斷塑料分子碳鏈。
可漂浮的二氧化鈦材料成功研制，不僅彰顯了我國在新能源材料研究領域的實力，更為全球環境保護事業的發展注入了新的活力。未來，隨著該材料的進一步優化與應用，更加環保、高效的廢棄塑料處理技術有望加速走向現實，為實現綠色可持續的社會經濟發展貢獻更多力量。
素材來源：科技日報
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