創新突破：新型可漂浮材料助力塑料光催化分解效率飛躍

記者7日從中國科學院金屬研究所獲悉，來自該所等單位的科研人員成功研制出可漂浮的二氧化鈦材料。該材料可以在光照下分解塑料，在不用酸堿溶液預處理塑料的情況下，其分解塑料袋、保鮮膜等常見塑料的效率比傳統材料提高了幾十到上百倍，創造了中性條件下塑料分解效率新紀錄。更重要的是，該材料分解廢塑料后所得產物中有四成為乙醇。相關成果發表于《自然·通訊》。

塑料廣泛應用于包裝、醫療、航空航天等各領域。然而，目前全世界塑料垃圾總量已達到64億噸，嚴重威脅環境安全和人類健康。如何處理這些廢棄塑料，已成為全球難題。在此背景下，光催化分解塑料技術受到關注。該技術能通過光照射半導體光催化材料，把廢棄塑料變成有用的化工原料。

二氧化鈦是一種常用的半導體光催化材料，在光照下能產生具有塑料分解能力的羥基自由基。這些羥基自由基就像“分子剪刀”，可以剪斷塑料的分子鏈。“但是，羥基自由基存在明顯短板：它們的存活時間僅有億分之一秒量級，有效作用范圍僅10—100納米。短壽的自由基難以有效抵達塑料制品表面。”論文通訊作者、中國科學院金屬研究所研究員劉崗說，因此人們不得不先用強酸或強堿溶液對塑料進行腐蝕處理，但這一預處理環節消耗了整個降解過程85%的成本。

在這項研究中，科研人員突破傳統思路，通過給二氧化鈦披上一層“防水戰甲”，成功讓它漂浮在水面上。相較傳統二氧化鈦，可漂浮二氧化鈦有兩個新功能：一是讓陽光、氧氣、光催化材料和塑料實現零距離接觸，突破了原本光催化材料與塑料間的接觸屏障；二是可以利用壽命更長的超氧自由基，其壽命長達1毫秒，能充分切斷塑料分子碳鏈。