真實(shí)的塑料垃圾具有復(fù)雜的成分,這導(dǎo)致塑料垃圾的大規(guī)模處理具有重大的挑戰(zhàn)。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的塑料成分進(jìn)行分析有助于提供信息,幫助選擇合適的下游加工方法。以納米催化劑分析試劑盒(Nanocatalyst-based assay kit)對(duì)于這個(gè)應(yīng)用非常合適;但是,由于納米塑料的化學(xué)性質(zhì)為惰性,目前還沒(méi)有高效處理塑料的納米催化劑。
有鑒于此,華中師范大學(xué)朱成周教授、北京大學(xué)郭少軍教授等首次發(fā)現(xiàn)Fe-Se雙位點(diǎn)催化劑(FeSe/NC)中的羥基溢流效應(yīng),設(shè)計(jì)了比色納米塑料測(cè)試混合塑料的試劑盒原型。
實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)果表明,F(xiàn)e位點(diǎn)是活化H2O2的主要活性位點(diǎn),產(chǎn)生吸附羥基(*OH)中間體,這些中間體隨后脫附,形成?OH轉(zhuǎn)移到Se位點(diǎn)、載體或者塑料并且進(jìn)一步進(jìn)行催化反應(yīng)。其中,?OH轉(zhuǎn)移到不同類型的塑料,表現(xiàn)出不同的活性,產(chǎn)生的不同輸出信號(hào)能夠作為識(shí)別塑料的指紋。此外,剩余的*OH對(duì)樣品中的氧化還原干擾產(chǎn)生反應(yīng),因此能夠提高準(zhǔn)確性。
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與精密儀器和預(yù)處理過(guò)程復(fù)雜的傳統(tǒng)技術(shù)相比,這種檢測(cè)方法具有超低的成本(0.0012美元),能夠快速(~10 min)的測(cè)定粉末狀的混合塑料廢品。這項(xiàng)研究填補(bǔ)了分析塑料廢品的關(guān)鍵步驟,這項(xiàng)研究為解決全球塑料廢物危機(jī)提供了塑料廢品的升級(jí)回收方法和回收策略提供技術(shù)指導(dǎo)。
參考文獻(xiàn)
Yu Wu, Wenxuan Jiang, Weiqing Xu, Fan Lv, Shaojia Song, Liuyong Hu, Canglong Wang, Lirong Zheng, Wenling Gu, Riguang Zhang, Shaojun Guo*, and Chengzhou Zhu*, Hydroxyl Spillover in Fe–Se Dual-Site Catalysts for Mixed Plastics Assay, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c16655
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c16655