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每年约有8200万吨PET塑料被生产，但其低回收率和难降解性引发了严重的环境问题。通过电催化方法将PET分解成高附加值化学品，不仅经济高效，还能减少环境污染。然而，实现工业规模电流密度所需的高性能催化剂仍是关键挑战。
成果简介
该研究开发了一种基于非晶-晶态镍氧化物（AC-NiO）电催化剂的工业级PET升级回收策略。通过低温氧化在镍泡沫上原位生长非晶-晶态结构的NiO，该催化剂在1.5 V（vs RHE）条件下实现了1 A cm⁻²以上的工业电流密度，并以80%的法拉第效率生产甲酸盐，同时生成清洁氢燃料。技术经济分析显示，每吨废PET可实现约582美元的净利润。
研究亮点
结构创新：通过低温氧化实现非晶-晶态NiO的原位生长，优化了催化剂的活性位点和电化学性能。
优异性能：该催化剂在1 A cm⁻²电流密度下的甲酸盐产率为7.16 mmol cm⁻² h⁻¹，远超传统催化剂。
长效稳定性：非晶结构在电催化过程中迅速转化为高活性的γ-NiOOH，展现出卓越的EOR稳定性。
经济潜力：技术经济分析表明，该方法在工业应用中具备可观的盈利能力，为实现塑料回收的碳中和目标提供了新路径。
配图精析
图1：展示了AC-NiO/NF的合成示意图及其结构表征，包括SEM、TEM和XRD结果。
图2：XPS和XANES分析揭示了非晶-晶态NiO中Ni和O的化学状态及其在反应中的变化。
图3：EOR电化学性能测试，包括LSV曲线、Tafel斜率和法拉第效率，验证了催化剂的高效性。
图4：MEA设置及反应路径示意图，显示了EG氧化生成甲酸的过程及能量经济性分析。
图5：原位Raman光谱揭示了催化剂在EOR过程中的表面重构机制，并结合DFT计算阐明了反应机理。
展望
本研究通过快速表面重构的非晶-晶态NiO催化剂，实现了废PET的高效升级回收。该策略不仅为电催化剂设计提供了新思路，还为工业级塑料回收技术的应用奠定了基础。未来，可探索进一步优化催化剂的经济性和稳定性，以推进规模化应用。
文献信息
期刊：Angewandte Chemie International Edition
DOI：10.1002/anie.202418640
原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202418640
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