韩国基础科学研究所、庆尚国立大学与中国台湾国立科学技术大学的研究团队联合开发出一款新型催化剂,能够将废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料瓶化学分解后得到的乙二醇,直接通过电化学反应转化为甲酸盐。相关研究成果已于2026年10月发表于《德国应用化学》国际版。
PET塑料瓶的化学分解通常可回收对苯二甲酸和乙二醇。由于乙二醇易溶于水且沸点较高,分离难度较大。该团队未采用传统隔离提纯工艺,而是直接在混合溶液中利用电催化反应将乙二醇转化为甲酸盐(甲酸离子)。这一路径明确了化学回收与塑料解聚在目标与要求上的差异,适用于塑料分解后的后续处理阶段。
实验数据显示,该催化剂在1.6伏特(相对于可逆氢电极)电位下,实现了86.37%的法拉第效率,产率为每小时每平方厘米0.18毫摩尔。研究指出,法拉第效率反映的是用于生成甲酸盐的电荷占比,属于电化学选择性指标,并不等同于塑料瓶的实际回收率或全链条能源利用效率。该电压数据为实验对比基准,不代表未来工业装置的实际运行电压。
催化剂材料由沉积在氧化镍片层上的单个钌原子构成,制备过程采用二氧化碳激光辐照。激光处理在材料中产生氧空位并改变界面电子相互作用,从而稳定反应中间体。研究团队结合二次离子质谱、光谱电化学分析与理论计算,揭示了该体系促进乙二醇分子中碳碳键可控断裂的逐步氧化机制。
在针对真实PET废料溶液进行的测试中,催化剂表现出300小时的运行稳定性。该结果验证了材料在非纯试剂环境下的性能,但仍处于实验室评估阶段。研究团队已进行初步的技术经济评估,结果显示该路线具备可行性。若推进至工业化应用,需进一步考察废料预处理、甲酸盐分离、进料成分波动、电力消耗、催化剂寿命及材料回收等综合因素。
下一步的实验重点将是实现更大规模的持续生产,并通过物料与能量平衡核算,将该路线与其他PET资源化替代方案进行系统对比。
资料来源:Inspenet;原文发布日期:2026-10-25。本文为资料编译。