天津大学纪娜/张胜波团队ES&T：单原子选择性光催化聚苯乙烯塑料升级转化

背景：塑料污染日益严重，传统聚苯乙烯化学回收方法需要高温高压，产物选择性差且碳排放高；研究目的：开发一种在温和条件下兼具高活性、高选择性和可回收性的多相光催化剂，实现废聚苯乙烯到高值化学品的转化；结论：该研究设计了一种石墨相氮化碳锚定的单原子Fe催化剂，在室温、空气和可见光辐照下，将聚苯乙烯高效、选择性地转化为苯甲酸（86%转化率，91%选择性）。催化剂通过Fe-N3/Cl配位结构协同氯自由基和活性氧物种，利用氢原子转移和β-断裂路径实现PS主链氧化降解。该催化剂对多种真实PS制品均有效，可直接利用太阳光驱动反应。初步技术经济分析与环境评估表明，年处理5万吨PS废料可产生约3230万美元净利润，碳排放相比焚烧减少87%，具有显著减碳效益和商业化潜力。