废PET低温水相转化为限域PdNi的MOF催化剂用于炔烃半加氢
研究团队在低温水相条件下由废PET塑料直接合成PdcNi@UiO-66催化剂,将Pd团簇锚定在Ni团簇上,用于苯乙炔半加氢时65 °C下TOF最高达67,470 h⁻¹,约为商用Lindlar催化剂的20倍。
推荐理由:废PET在低温水相中直接转化为MOF限域PdNi催化剂,作者用DFT解释吸附强度与苯乙炔半加氢选择性的关系。
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让高分子回到循环里:化学回收与解聚、可降解与生物基材料、动态共价网络与可再加工热固性的进展。
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研究团队在低温水相条件下由废PET塑料直接合成PdcNi@UiO-66催化剂,将Pd团簇锚定在Ni团簇上,用于苯乙炔半加氢时65 °C下TOF最高达67,470 h⁻¹,约为商用Lindlar催化剂的20倍。
推荐理由:废PET在低温水相中直接转化为MOF限域PdNi催化剂,作者用DFT解释吸附强度与苯乙炔半加氢选择性的关系。
研究制备了主链含热可逆 Diels–Alder(DA)环加成物的半结晶聚氨酯,并与以常规丁二醇(BDO)为扩链剂的类似物对比。DA-PU 在高温下可解离,熔体黏度低至 4 Pa.s;等温结晶实验显示其结晶动力学强烈依赖熔融温度,原因是分子量具有动态性。
推荐理由:对比 BDO-PU,读者可看到 DA 环加成物进入主链后如何改变熔体黏度、结晶动力学与相形态。
研究团队合成了一种工业级动态热固性树脂(IDR),通过在聚醚砜链与聚酯基动态共价网络之间构建物理互穿网络来调节粘度,并用现有工业涂布与辊浸渍工艺实现 CF/IDR 预浸料的规模化生产。
推荐理由:原文给出从树脂分子设计到预浸料、热压罐固化大板件与溶剂回收的全链条验证,可看动态热固性复合材料与现有工业装备的衔接程度。
研究者在类聚乙烯聚酯主链中引入位阻不对称吡咯烷酮单元,通过结晶调控把可断裂酯键从晶区移至非晶区,同时保留半结晶增强效果。所得聚合物拉伸强度超过 18.7 MPa、搭接剪切粘附达 15.3 MPa,可在常压甲醇解下完全解聚为易分离的可溶低聚物,即使在混合塑料流中也能实现闭环回收。极性单元在非晶区富集还加快了生物降解,矿化速率达到常规类似物的 2.3 倍。
推荐理由:通过把酯键从晶区移到非晶区,这类类聚乙烯聚酯同时兼顾力学强度、温和甲醇解回收与更快生物降解。
研究报道了磁驱动Au纳米颗粒/螺旋Mn/N掺杂碳纳米管(AMNC)微马达,用于聚苯乙烯(PS)微纳塑料的捕获、时间分辨监测与催化升级,PS接近完全降解,苯甲酸收率约60%。
推荐理由:该工作把磁驱动微马达用于PS微纳塑料的捕获、SERS原位监测与催化升级,给出降解路径与放大条件下的数据。
研究将超小PtPdIrRuCu高熵合金纳米颗粒锚定在N,O掺杂碳笼纤维(NOCCFs)上,N/O锚定位点通过强金属-载体相互作用抑制迁移诱导团聚,700 °C退火后颗粒仅从2.8 nm增至3.8 nm,而Pt/C从2.3 nm增至21.8 nm。
推荐理由:原文给出700 °C退火前后的粒径对比与240 h电解稳定性,可据此判断高熵合金锚定策略对催化剂抗烧结的作用。
研究者制备了负载 Fe、Cu 双单原子的 In2P3S9 纳米片光催化剂,用于将原始 PVDF 塑料直接转化为高价值化学品,性能最佳的 Fe1.0Cu0.5 样品乙酸与甲酸总产率约 1351.8 µmol g⁻¹。
推荐理由:原文给出 Fe-Cu 双单原子光催化剂将 PVDF 转化为乙酸和甲酸的具体产率,可供评估光催化塑料上循环的可行性。
研究以微生物生产的聚(ε-赖氨酸)(PLys)为原料,用带不同侧基的异硫氰酸酯改性α-碳上的氨基,得到硫脲功能化PLys衍生物,再经酸介导环化反应选择性断裂硫脲基团,解聚为环状赖氨酸衍生物。
推荐理由:作者用异硫氰酸酯改性微生物来源的聚(ε-赖氨酸),把酸触发解聚与力学性能放在同一体系里讨论,可看分子设计如何兼顾两者。
研究提出以废聚乙烯为原位碳源和还原剂的水热碳热还原策略,共处理废LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM 622)正极与废塑料。聚乙烯热解驱动NCM 622层间膨胀与八面体畸变,结构坍塌后形成负载于碳纳米片的NiCoMn合金纳米棒(NiCoMn/C)催化剂,动力学分析显示Co位点为主要催化中心、Ni与Mn参与电荷转移。
推荐理由:该工作把废聚乙烯同时用作原位碳源与还原剂,将废正极转化为NiCoMn/C催化剂并用于水处理与锂回收。
研究报道了一类不含丙烯酸酯的光固化树脂,基于二硫键与酯键的双动态体系,用生物基硫辛酸(LA)功能化脂肪族聚酯并与低分子量连接剂组合,得到性能可调的一系列树脂。UV 固化时 LA 开环形成含聚酯主链和二硫键动态交联的网络,经两次热再加工仍保持良好力学性能,两次再加工后的材料在温和条件下实现闭环化学回收,原始光反应树脂组分回收率超过 85%。加速条件下的短期降解实验表明该网络可通过水解降解。
推荐理由:原文展示了双动态酯键与二硫键网络在两次热再加工后仍保持力学性能,并在温和条件下回收原始光反应树脂组分。
研究者用偶氮苯的光异构化与钌配合物的金属-配体配位这两种正交可逆化学,将含偶氮苯聚合物与钌配合物交联,制得材料 P1-Ru1。P1-Ru1 可在多种状态间切换,分别充当结构单元、形变模块、胶粘剂等智能材料系统组件。由 P1-Ru1 不同状态构建的多组分异质智能材料系统,因所有组分化学来源相同,可通过一锅法、无交叉污染地回收。
推荐理由:原文给出偶氮苯光异构与钌配位两种正交可逆化学构建的多态材料,读者可了解可回收智能材料体系的设计思路。
该工作构建了MS/CsPbBr3/3DOM-Co3O4催化体系,以三聚氰胺海绵(MS)作为多孔支架,在气固反应环境中稳定钙钛矿,以水蒸气为质子源实现CO2还原。
推荐理由:三聚氰胺海绵负载钙钛矿用于气相CO2光还原,并给出铅回收与溶剂回用的闭环流程,可了解该体系的循环稳定性数据。
研究重新审视磷酸三钾介导的苄醇条件,发现苄醇原位生成的苯甲醛起关键氧化还原作用,通过此前未表征的机理促进聚合物 C–N 键形成亚胺离子,再经水解与碱促进消除分别断裂 C═N 和 C–O 键,从而回收双酚 A 并释放连接用二胺。碳纤维乃至玻纤织物均得以保留,回收碳纤维织物被再制为第二代复合材料,质量与力学性能接近原生。该机理认识或有助于热固性材料中选择性二胺回收策略的开发。
推荐理由:原文给出苯甲醛作为氧化还原介体选择性断裂 C–N 键的机理,读者可据此理解胺固化环氧回收条件为何需要空气。
研究报道了一种直接催化转化废 PET 制苯的路线,通过连续脱羧把对苯二甲酸酯衍生的 C8 骨架收缩为 C6,在 Ru/W0.4ZrOx 催化剂上苯收率达 83.3%。
推荐理由:Ru/W0.4ZrOx 催化剂把废 PET 直接转化为苯,83.3% 收率与酸性位、氧空位协同机制可供催化与回收路线设计参考。
作者以乙醇酸甲酯与氧化苯乙烯为原料,经酸催化环氧开环与分子内环化一锅合成 5-苯基-1,4-二氧杂环己-2-酮(PhDO),H2SO4 催化路线分离收率 62%。
推荐理由:从单体一锅合成到可控 ROP 与催化解聚,完整展示了苯基取代闭环回收聚酯的立体化学调控路径。
研究发现,废旧锂离子电池热解预处理时,PVDF 和隔膜释放的官能团会选择性吸附在 NCM 正极表面,改变有机物热分解路径并阻碍其完全挥发。这种界面作用促进晶格氧活化,与部分分解的碳质物种形成富氧碳质复合物,沿晶界形成致密包覆层,阻碍锂扩散。在硫辅助焙烧选择性提锂中,该界面结构使锂提取效率降至 80% 以下;提高氧分压可完全氧化碳质物种、去除界面屏障,使锂浸出效率恢复至 96.88%。
推荐理由:研究揭示热解预处理中 PVDF 与隔膜同 NCM 正极的界面反应会阻碍锂迁移,为回收工艺设计提供依据。
研究者报道了 α-MoC/Fe–N4 催化剂,将 α-MoC 纳米颗粒与氮掺杂碳载体上的 Fe–N4 单原子位点界面结合,通过从 Fe 位点抽取电子密度削弱氧中间体吸附,并促进水解离提供局部质子,推动 *OH 向 H2O 转化。
推荐理由:原文给出 α-MoC 与 Fe–N4 界面协同调控电子与质子的设计思路,可迁移到其他 M–N–C 单原子催化体系。
研究报道一种基于球磨的聚合后修饰策略,将废聚苯乙烯(PS)泡沫转化为氯甲基化 PS,再与硫醇或胺进行亲核取代,得到硫醚或铵功能化的 PS 衍生物。通过调节氯甲基化程度和亲核试剂种类,可获得热性能与溶解性显著不同的聚合物;在调整球磨条件时还可有意促进机械化学断链,从而调控产物的分子量分布。
推荐理由:原文给出球磨条件下氯甲基化与亲核取代的路线,读者可了解废 PS 转化为功能化衍生物的可调空间。
研究团队通过琥珀酸酐、低聚乙二醇衍生环氧化物与烯丙基缩水甘油醚的开环共聚,合成了一系列可降解热响应聚酯,并用作增材制造树脂。低聚物被设计出低临界溶解温度,在 10 °C 以下于水溶液中亲水,接近生理温度时疏水;经槽式光聚合制得的热响应聚酯网络中,低聚物越长交联越多、网络越刚硬。置于水中时,样品在 4 °C 溶胀,体积与重量增加 2 倍、拉伸模量下降;升温至 37 °C 后排出水分并恢复干燥态性能。
推荐理由:原文给出低临界溶解温度设计与交联密度、溶胀行为的对应关系,可据此判断这类可降解聚酯网络的温控区间。
研究设计了一种含亚胺键与氢键互补网络的超支化胶粘剂,与木颗粒在 120°C 热压制备出复合材料 WP/HTP。该材料经三次再加工后力学性能保持 100%,再加工后断裂模量(MOR)为 89 MPa、弹性模量(MOE)为 5.2 GPa,而现有商用工程木复合材料回收率通常为 3%–18%、MOR 为 1–5 MPa、MOE 为 0.1–0.8 GPa。
推荐理由:原文给出超支化胶粘剂在 120°C 热压下的再加工循环数据,可据此判断可回收工程木复合材料的强度区间。