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可漂浮二氧化钛提升废弃塑料处理效率
责编：陈凯欣
2025-05-08
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近日研究人员成功研发出一种新型可漂浮二氧化钛材料，在光照条件下能高效分解塑料制品。这一创新技术无需酸碱预处理，显著提升了塑料分解效率。
现代社会中塑料广泛应用于包装、医疗及航空航天等多个领域。然而每年全球产生的塑料垃圾高达64亿吨，对环境安全和人类健康构成严重威胁。目前光催化分解塑料技术逐渐成为解决这一难题的重要方向。
二氧化钛作为一种常见的半导体光催化材料，在光照下能产生羟基自由基，这些自由基能够分解塑料分子链。然而羟基自由基存在明显局限性：其寿命仅有极短的亿分之一秒，作用范围也仅限于10—100纳米范围内。这种特性导致传统的光催化分解方法需要先用强酸或强碱溶液对塑料进行预处理，而这一步骤占用了整个降解过程85%的成本。
针对这一难题，研究团队另辟蹊径，通过在二氧化钛表面添加特殊涂层使其能够漂浮于水面。这种新型材料具有两项显著优势：首先，它能够让阳光、氧气、光催化材料与塑料实现零距离接触，突破了传统方法中光催化材料与塑料之间的接触障碍；其次，可以利用超氧自由基替代羟基自由基，由于其寿命长达1毫秒，能够充分切断塑料分子的碳链结构。
实验结果显示，在无需酸碱预处理的情况下，这种新型材料分解常见塑料制品如塑料袋和保鲜膜的效率比传统方法提高了几十到上百倍。特别值得注意的是，在分解过程中有40%的产物转化为乙醇。这一研究成果已在知名学术期刊《自然·通讯》上发表。
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