华中师范大学/北京大学JACS：Fe-Se双原子催化剂快速分析混合塑料
学术
2024-12-29 21:14
上海
真实的塑料垃圾具有复杂的成分，这导致塑料垃圾的大规模处理具有重大的挑战。对现场的塑料成分进行分析有助于提供信息，帮助选择合适的下游加工方法。以纳米催化剂分析试剂盒（Nanocatalyst-based assay kit）对于这个应用非常合适；但是，由于纳米塑料的化学性质为惰性，目前还没有高效处理塑料的纳米催化剂。有鉴于此，华中师范大学朱成周教授、北京大学郭少军教授等首次发现Fe-Se双位点催化剂（FeSe/NC）中的羟基溢流效应，设计了比色纳米塑料测试混合塑料的试剂盒原型。要点1. 实验和理论结果表明，Fe位点是活化H2O2的主要活性位点，产生吸附羟基（*OH）中间体，这些中间体随后脱附，形成·OH转移到Se位点、载体或者塑料并且进一步进行催化反应。其中，·OH转移到不同类型的塑料，表现出不同的活性，产生的不同输出信号能够作为识别塑料的指纹。此外，剩余的*OH对样品中的氧化还原干扰产生反应，因此能够提高准确性。要点2. 与精密仪器和预处理过程复杂的传统技术相比，这种检测方法具有超低的成本（0.0012美元），能够快速（~10 min）的测定粉末状的混合塑料废品。这项研究填补了分析塑料废品的关键步骤，这项研究为解决全球塑料废物危机提供了塑料废品的升级回收方法和回收策略提供技术指导。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. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c16655https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c16655
