封面圖片以Ru-20ZnO/NiAl2O4催化劑上混合廢塑料氧化解聚產物重整制氫過程為例, 展示了混合廢塑料衍生的小分子含氧有機物在低溫水熱環境下向氫氣的高效定向轉化過程, 并揭示了含氯廢塑料組分對催化體系的影響機制. 詳見蘇紅才等人文(p2892)

悅讀科學

鎂不勝收: 惰性MgO在納米世界的“活性覺醒”

袁紫亮, 王董雪, 周鵬, 張澤會

廢棄塑料轉化利用專題

編者按

廢棄塑料的降解和高值化利用

林龍飛, 梅清清

進展

可降解塑料的環境降解和影響研究進展

張雨辰, 徐源, 謝冰

“禁塑令”頒布以來, 可降解塑料被廣泛應用而其環境安全性和可控性尚缺乏系統認識. 本文對可降解塑料的定義和分類、降解特征、生物處理的潛力和限制、中間產物的潛在影響進行了綜述, 并對可降解塑料的環境歸趨, 材料開發應用和處理處置進行了建議與展望.

廢棄聚對苯二甲酸乙二醇酯化學升級回收研究進展

戴瑞紅, 林航青, 詹佳慧, 叢容非, 羅虎, 魏雪梅, 夏林, 王慧

全球塑料產量約4億噸/年, 在提供便利的同時產生了大量的廢棄塑料, 碳中和目標和限塑令的要求, 使得廢塑料高值化利用刻不容緩. 本文針對常見的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET), 綜述了其化學升級利用的主要技術以及面臨的困難和挑戰, 旨在推動塑料循環經濟的發展.

聚酯催化氫解研究進展

邊文格, 徐向超, 白培志, 謝銀君

本文綜述了近十年來催化聚酯氫解直接制備高值化學品的研究進展. 圍繞氫解過程中C?O鍵的活化, 闡述了催化劑、反應條件和選擇性之間的相互關系, 總結了當前廢棄聚酯催化氫解回收的優點、局限和未來發展趨勢, 以此助力發展循環經濟.

評述

化學氧化升級回收聚烯烴塑料研究進展及挑戰

陳國利, 黃壘

催化氧化升級回收方法可以在溫和條件下將塑料轉化為含氧高價值化學品, 是塑料化學回收的重要方向之一. 本文綜述了聚烯烴塑料催化氧化回收的最新研究, 涉及熱催化、光催化、光熱催化和電催化等多種技術路徑, 并探討了可能的催化機理, 探討了該領域的挑戰與研究方向.

廢棄塑料的升級回收利用: 策略、現狀與前景

許振, 高通, 劉雪琪, 許建軍

過去30年, 國家政策為廢塑料規范化和高值化發展奠定了基礎, 塑料升級回收技術蓬勃發展. 但實際應用中的升級回收仍面臨效率、經濟和環境的復雜挑戰. 為應對這些復雜科學問題, 跨學科的研究、剖析將為實現“塑料困境”到“綠色未來”的轉變提供關鍵支持.

廢PET塑料化學解聚和升級再造的研究進展

劉佳銘, 歐陽雪兒, 張譯天, 羅剛, 梅清清, 張士成

塑料廢棄物的資源化利用已成為社會關注的焦點. 本文聚焦聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料的化學回收, 整理了近年來富有潛力和前沿的化學解聚技術, 為廢塑料高價值回收的研究提供了新視角和新思路.

論文

聚酯-聚烯烴混合廢塑料低溫水熱轉化制氫聯產對苯二甲酸

蘇紅才, 王樹榮

不同塑料間的特性差異給混合廢塑料的處置帶來了極大的難題. 本文針對該問題提出了混合廢塑料低溫水熱氧化解聚耦合催化重整制氫聯產高品質化學品的新反應體系, 實現了混合廢塑料向氫氣和對苯二甲酸的高效定向轉化,為混合廢塑料的高值化利用提供了一條新路徑.

NiMo雙金屬催化熱解廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯

劉俊泓, 李益, 宋坤桐, 侯文霞, 鄭煦

本文使用高選擇性的NiMo催化劑, 通過催化熱解技術生產富含TPA的芳香族產品. 重點研究了不同鎳含量和不同載體的NiMo催化劑在PET熱解過程中的構效關系, 并詳細描述了PET形成TPA的反應途徑. 這項工作有望減少PET廢物在環境中的高度持久性積累, 以及化學下游產品對化石燃料的依賴.

超薄b軸取向的ZSM-5分子篩催化聚烯烴制芳烴

范怡怡, 陳文君, 劉躍, 徐可清, 張帆

聚烯烴是最廣泛使用的塑料, 本文報道了ZSM-5沸石納米片在聚烯烴芳構化中的優異催化活性. 通過Py-IR、DTBPy-IR、IGA等表征發現, 聚烯烴裂解活性與分子篩外酸強度呈線性相關, 且外酸與擴散的協同效應顯著提高了反應活性和催化劑穩定性.

綠氫助力碳中和專題

觀點

“雙碳”戰略下綠色動力與數字技術融合驅動汽車產業高質量發展及其趨勢展望

楊東日, 鞏鍵, 周寶文

百年未有之大變局下, 綠色動力技術與先進數字技術深度融合, 持續推動汽車產業的變革性發展, 并協同新興戰略產業集群重塑產業格局, 引發深刻的經濟社會系統性變革, 最終助力實現“雙碳”戰略目標, 促進人類社會的可持續發展.

評述

電解海水制氫的挑戰、策略與未來

范容莉, 趙敏躍, 鄒志剛, 李朝升

結合可再生能源分解海水制氫為未來能源結構轉變提供了一種方案. 本文從海水電解的原理和面臨的挑戰入手,著重介紹了海水電解陽極電催化劑和電解槽設計的最新研究進展. 最后, 對海水分解的工業應用面臨的挑戰和前景進行了展望.

一體式再生燃料電池的研究進展與展望

邱殿凱, 劉洋, 張忠豪, 郭孟迪, 楊淼, 彭林法

一體式再生燃料電池(URFC)在同一裝置內集成了燃料電池發電和水電解槽制氫雙功能, 具有高比能量、高能量轉換率等優勢, 但面臨往返效率低、催化劑貴金屬載量高、耐久性差等諸多問題. 本文系統地對雙功能部件及材料的研究進展進行總結, 并對URFC發展進行展望.

尖晶石析氧催化劑的挑戰、應用與調控策略

肖抗, 劉兆清

尖晶石類催化劑是實現低成本和高效率電解水制氫最具有潛力的候選材料之一. 然而, 改進和調控尖晶石催化劑的電化學活性和長期穩定性仍面臨挑戰. 本文總結了近年來尖晶石催化劑的研究進展和改性策略, 為高效電催化劑設計合成及應用給予了理論指導.

評述

材料科學與工程

三維導電聚合物微納電極在腦類器官研究中的應用與展望

周鑫, 顧忠澤

本文詳細探討了三維導電聚合物微納電極的獨特優勢, 涵蓋了材料特性、制造工藝及其在腦類器官中的廣泛應用, 特別是在藥物篩選、神經疾病建模和腦機接口等領域的應用潛能. 通過分析不同幾何結構的電極設計及功能優化, 進一步展望了三維導電聚合物微納電極在神經科學研究中的應用前景, 助力推動相關領域的發展.

向海土木工程的內涵與發展前沿

肖建莊, 李文明, 胡亞安, 楊海峰, 謝立全, 夏冰, 羅丹旎

向海圖強的發展亟需土木工程基礎設施的科學支撐. 基于海洋強國與“雙碳”目標戰略導向, 本文提出了向海土木工程的概念, 剖析了向海土木工程的科學內涵、發展前沿及技術挑戰, 探究了向海土木工程的基本架構、功能定位及關鍵問題, 凝練了向海土木工程低碳材料、長壽命結構、綠色建造和智慧防災等重點研究方向.

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