将PET废弃物通过闭环升级循环转化为经过缺陷工程设计的Ni@C电催化剂，用于高效生产甲酸

《Green Chemistry》：Closed-loop upcycling of PET waste into defect-engineered Ni@C electrocatalysts for efficient formate production

PET回收利用；深熔盐介导碱性水解；Ni@C/NF催化剂；氧空位工程；甲酸合成

　　

为应对聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）回收的挑战，我们提出了一种基于深共晶溶剂（DES）介导的碱性水解的闭环升级循环系统，该系统可将PET转化为对苯二甲酸（TPA）和乙二醇（EG）。TPA被用作前体，用于制备碳载镍基电催化剂（Ni@C/NF），随后该催化剂被用于EG的电化学氧化生成甲酸。碳缺陷增加了催化剂基底中的电子缺失，从而增强了EG的吸附并促进了界面富集。同时，氧空位产生了配位不饱和的Ni位点，这些位点有利于OH的吸附以及Ni^δ+–(OH)_ads中间体的形成。表面氧空位通过局部电子效应加速了γ-NiOOH活性物种的预氧化，促进了EG中C–C键的选择性断裂。密度泛函理论计算进一步证实，增强的EG吸附作用和降低的Ni²⁺/Ni³⁺氧化还原反应的能量障碍协同促进了催化反应。得益于缺陷和空位工程的协同效应，该催化剂表现出优异的性能：在1.5 V（相对于RHE）的电压下，电流密度超过400 mA cm^?2，法拉第效率达到83%，甲酸生成速率为3.52 mmol cm^?2 h^?1。这种闭环升级循环策略为PET废物的高价值转化提供了一种环境可持续且具有工业可行性的方法。