【海川化工科技前沿】中科院金属所成功研制可漂浮二氧化钛让废弃塑料处理更高效

记者5月7日从中国科学院金属研究所获悉，来自该所等单位的科研人员成功研制出可漂浮的二氧化钛材料。该材料可以在光照下分解塑料，在不用酸碱溶液预处理塑料的情况下，其分解塑料袋、保鲜膜等常见塑料的效率比传统材料提高了几十到上百倍，创造了中性条件下塑料分解效率新纪录。更重要的是，该材料分解废塑料后所得产物中有四成为乙醇。相关成果发表于《自然-通讯》。

塑料广泛应用于包装、医疗、航空航天等各领域。然而，目前全世界塑料垃圾总量已达到64亿吨，严重威胁环境安全和人类健康。如何处理这些废弃塑料，已成为全球难题。在此背景下，光催化分解塑料技术受到关注。该技术能通过光照射半导体光催化材料，把废弃塑料变成有用的化工原料。

二氧化钛是一种常用的半导体光催化材料，在光照下能产生具有塑料分解能力的羟基自由基。这些羟基自由基就像“分子剪刀”，可以剪断塑料的分子链。“但是，羟基自由基存在明显短板：它们的存活时间仅有亿分之一秒量级，有效作用范围仅10—100纳米。短寿的自由基难以有效抵达塑料制品表面。”论文通讯作者、中国科学院金属研究所研究员刘岗说，因此人们不得不先用强酸或强碱溶液对塑料进行腐蚀处理，但这一预处理环节消耗了整个降解过程85%的成本。

在这项研究中，科研人员突破传统思路，通过给二氧化钛披上一层“防水战甲”，成功让它漂浮在水面上。相较传统二氧化钛，可漂浮二氧化钛有两个新功能：一是让阳光、氧气、光催化材料和塑料实现零距离接触，突破了原本光催化材料与塑料间的接触屏障；二是可以利用寿命更长的超氧自由基，其寿命长达1毫秒，能充分切断塑料分子碳链。

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