编辑推荐：
可降解塑料虽有优势，但易产生微塑料带来环境风险。研究人员开展聚乳酸（PLA）转化为烃类的研究，通过氧空位增强催化剂驱动单线态氧（1O2）策略实现高选择性转化。该研究有望解决 PLA 造成的污染与碳浪费问题。
在当今时代，塑料早已融入人们生活的方方面面。可降解塑料，比如聚乳酸（Polylactic Acid，PLA），因其具有可降解特性，被视为传统石油基塑料的理想替代品，在生物塑料市场中所占份额不断攀升。然而，看似 “环保” 的 PLA 却暗藏隐患。在自然环境中，PLA 的降解速度并不快，需要 3 - 5 年时间才能完成降解，而且在降解过程中还会产生大量微塑料，这些微塑料对环境和人类健康的影响令人担忧。
另一方面，传统的 PLA 化学回收方法也存在诸多问题。像水解、醇解、氨解和氢解等方法，不仅产物选择性有限，而且由于会生成低聚物副产物，加上使用大量溶剂，导致分离和纯化过程困难重重。若想打破聚酯中 Cα-O 键获取高纯度羧酸或烃类，又往往需要依赖高活性贵金属催化剂，还得在高温、高压氢气以及特殊溶剂等苛刻条件下进行反应。
为了攻克这些难题，来自国内的研究人员展开了深入研究。他们致力于探索一种更为高效、环保的 PLA 转化途径，期望能实现将 PLA 高选择性地转化为烃类，从而解决塑料污染问题，推动碳资源的循环利用，助力实现绿色、低碳和可持续发展。最终，研究取得了重要成果，相关论文发表在《Applied Catalysis B: Environment and Energy》上。
研究人员在开展此项研究时，运用了多种关键技术方法。首先，通过一系列步骤制备了 3D 镍硫化物负载的 Cu - Mg 共掺杂催化剂（CuMgOV-NiS），并对其进行硫化、沉积、热解等处理以调控氧空位含量 。其次，利用扫描电子显微镜（SEM）对催化剂的表面形貌和结构进行观察分析，以此了解催化剂的特性。
下面来详细看看研究结果：
- 催化剂制备与特性：制备的 CuMgOV - N2-NiS 复合材料保留了泡沫镍（NF）的独特形状和 3D 多孔网络结构。通过 SEM 图像直观地确认了催化剂的表面形貌和结构，这表明所制备的催化剂具备良好的结构基础，有利于后续的催化反应。
- 氧化重整策略及原理：研究提出了一种单线态氧（1O2）驱动的策略，用于选择性地将 PLA 转化为烃类。以过氧化单硫酸盐（PMS）作为氧化剂，通过具有氧空位的 Cu - Mg 共掺杂 3D 镍硫化物来激活 PMS。氧空位的存在降低了 PMS 中 O - O 键的断裂能，增强了1O2的生成。1O2具有较高的亲电性和较长的半衰期，能够亲电攻击 PLA 的 Cα-O 位点 ，为从叔 Cα-H 和甲基 C - H 中提取氢提供合适的能量，生成关键的 R - COO•和 R•，R - COO•脱除 CO2后形成烃类。1O2引发的自由基生成克服了 PLA 转化过程中的关键障碍，实现了将 PLA 高选择性地转化为烃类（选择性 > 85 wt%）。
- 环境与经济效益评估：通过技术经济分析（Techno - economic analysis，TEA）和生命周期评估（Life cycle assessment，LCA）发现，该转化过程能够有效减少碳排放，还能带来可观的经济效益。这意味着此过程不仅在化学转化上具有创新性，在环境和经济层面同样具有显著优势。
综合研究结论和讨论部分，该研究成功开发了一种受活性氧物种（ROS）调控的 PLA 转化途径，在温和条件下实现了 PLA 向烃类的高选择性转化。研究明确了 PLA 转化的影响因素和产物组成，揭示了催化剂激活 PMS 和1O2的机制。这一成果为可降解废塑料的精细回收利用提供了新的思路和方法，有望解决 PLA 造成的环境污染和碳浪费问题，在碳资源循环利用方面具有巨大潜力，对推动塑料污染治理和实现可持续发展具有重要意义。
