該方法涉及將這些材料放置在稱為過渡金屬二硫屬化合物的二維材料之上,然后用光照射它們。
這一發(fā)現(xiàn)有可能改進我們目前難以分解的塑料的處理方式。相關研究結果已發(fā)表在《自然·通訊》雜志上。
“通過利用這些獨特的反應,我們可以探索將環(huán)境污染物轉化為有價值的可再利用化學品的新途徑,從而推動更可持續(xù)和循環(huán)經濟的發(fā)展,”德克薩斯大學奧斯汀分校Cockrell工程學院Walker機械工程系教授、該項目負責人之一Yuebing Zheng表示,“這一發(fā)現(xiàn)對解決環(huán)境挑戰(zhàn)和推進綠色化學領域具有重要意義?!?/p>
塑料污染已經成為全球環(huán)境危機,每年有數百萬噸塑料廢物積累在垃圾填埋場和海洋中。傳統(tǒng)的塑料降解方法往往能耗高、對環(huán)境有害且效果不佳。研究人員設想利用這一新發(fā)現(xiàn)開發(fā)高效的塑料回收技術,以減少污染。
研究人員使用低功率光打破塑料的化學鍵,并創(chuàng)建新的化學鍵,將材料轉化為發(fā)光碳點。由于碳基納米材料的多種能力,這些碳點需求量很大,并且可能用于下一代計算機設備中的存儲裝置。
“將永遠無法降解的塑料轉化為對許多不同行業(yè)有用的材料,這令人興奮,”加州大學伯克利分校的博士后學生Jingang Li說,他在德州大學奧斯汀分校開始了這項研究。
他提到的這一具體反應稱為“C-H 活化”,即有機分子中的碳-氫鍵被選擇性打破并轉化為新的化學鍵。在這項研究中,二維材料催化了這種反應,使氫分子變成氣體,從而讓碳分子彼此結合形成儲存信息的碳點。
需要進一步研究和開發(fā)以優(yōu)化這種光驅動的C-H活化過程,并將其規(guī)?;糜诠I(yè)應用。然而,這項研究代表了在尋找塑料廢物管理可持續(xù)解決方案方面的重要進展。
該研究展示的光驅動 C-H 活化過程可以應用于許多長鏈有機化合物,包括常用于納米材料系統(tǒng)的聚乙烯和表面活性劑。
其他合著者來自德州大學奧斯汀分校、日本東北大學、加州大學伯克利分校、勞倫斯伯克利國家實驗室、貝勒大學和賓夕法尼亞州立大學。
該工作得到了美國國立衛(wèi)生研究院、國家科學基金會、日本學術振興會、廣瀨基金會和中國國家自然科學基金的資助。