近日，中国科学院年夜连化学物理研究所研究员陈庆安、副研究员刘恒团队结合东北年夜学传授胡设置装备摆设、副传授陈章培团队，于聚苯乙烯（PS）塑料收受接管方面取患上新进展。他们开发出以太阳能为能源、硫磺为协同试剂的聚苯乙烯进级收受接管为有机硫化物的新计谋，为聚苯乙烯及硫磺的高值化转化提供了新思绪。相干结果发表于《美国化学会志》。
聚苯乙烯收受接管示用意。年夜连化物所供图
PS是全世界运用最广泛的通用塑料之一，年产能超2000万吨，占全世界塑料总产量的6%，广泛运用在食物包装、家电、汽车零部件等范畴。但其份子布局中存于强C-C及C-H共价键，化学惰性强，天然降解难度年夜。为实现PS中共价键的断裂转化，凡是需要耗损年夜量能量，这不仅增长了收受接管成本，也增长了碳排放，激发新的情况问题。此外，相较在将PS收受接管为苯乙烯单体的闭环收受接管，进级收受接管能将PS转化为高价值产品。与此同时，硫磺作为石油化工精辟的副产品，全世界年产能达7000万吨，今朝仍以制造肥料等低值化使用为主，其高值化使用成为行业亟待解决的问题。
本事情中，陈庆安团队于前期相干研究的基础上，使用硫磺兼具光热试剂与反映试剂的两重特征，提出太阳能驱动PS与硫磺协同进级收受接管新计谋。团队使用PS与硫磺的混淆物于堆积太阳光下照射，便可将PS高效转化为2,4-二苯基噻吩及1,3,5-三苯基苯这两种高附加值产品，收率别离达34%及16%。研究发明，硫磺于光照下孕育发生光热效应并天生硫自由基，硫自由基介导的氢原子牟取历程是激发PS链断裂、实现转化的焦点步调。此外，反映华夏位天生的部门降解PS及炭黑可作为光热试剂维持系统温度，形成自催化的光热反映轮回，进一步晋升反映效率。
该计谋对于各种消费后PS烧毁物均具备优良的兼容性。试验证明，一次性餐勺、水杯、冰箱塑料部件、泡面碗等一样平常PS成品，以和试验室用一次性试管、泡沫塑料等耗材，都可经由过程该计谋实现高值化转化。同时，该计谋对于含代替基的PS衍生物和苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等也具备合用性，揭示出现实运用潜力。
该研究实现了PS与硫磺的协同进级收受接管，将太阳能清洁能源与工业副产品高值化使用相联合，为塑料污染管理与硫资源综合使用提供了新路子。同时，研究展现的硫磺光热反映特征与PS转化机制，为硫化学与聚合物进级收受接管范畴的研究提供了理论支撑。
相干论文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.6c01318
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