利用废 PET 构建 MIL-68 (In)/ZIS 分级管状异质结用于光催化选择性氧化苯甲醇制苯甲醛和 H?2O2

针对传统 H?2O2生产能耗高、分离难等问题，研究人员以废 PET 制 MIL-68 (In)，构建 S 型 MIL-68 (In)/ZIS 异质结。在两相体系中光催化氧化苯甲醇，BAD 和 H?2O2产率分别达 10385 和 2419 μmol g-1 h-1，为废 PET 利用和 H?2O2绿色合成提供新路径。

　　在化工生产的舞台上，过氧化氢（H?₂O₂）宛如一位多才多艺却又充满 “脾气” 的明星。它作为高活性、环境友好的氧化剂，在废水处理、有机合成等领域大显身手，然而传统的蒽醌法生产 H?₂O₂就像一场高能耗、污染重的 “糟糕演出”，不仅耗费大量能源，还会产生有害有机废物，让环境苦不堪言。同时，许多光催化生产 H?₂O₂的研究中使用甲醇等作为牺牲剂，使得后续分离过程如同陷入一团乱麻。而光催化选择性氧化苯甲醇（BA）生成高附加值的苯甲醛（BAD）并同时生产 H?₂O₂的策略，虽被视为高效经济的途径，却面临着催化剂效率和产物分离的双重挑战。在这样的背景下，开发低成本、环境友好的双功能光催化剂，实现 H?₂O₂的绿色合成与高效分离，成为了科研人员亟待攻克的难题。

为了突破这些困境，相关研究人员开展了一系列研究。他们以从废 PET 塑料瓶中提取的对苯二甲酸（TPA）为原料制备 MIL-68 (In)，并通过原位硫化策略构建了 S 型 MIL-68 (In)/ZIS 分级管状异质结复合材料，该研究成果发表在《Applied Surface Science》。

研究人员为开展研究用到的主要关键技术方法有：通过 X 射线衍射（XRD）分析样品的晶体结构和相组成，利用高效液相色谱（HPLC）检测从废 PET 中提取的 TPA 纯度，还进行了光电测试分析 MIL-68 (In)/ZIS 分级管状异质结复合材料光催化活性提高的原因，并结合自由基实验提出可能的催化机制。

结构和形貌

通过 X 射线衍射（XRD）分析所有样品的晶体结构和相组成，从废 PET 塑料解聚得到的 PET-TPA 具有良好的结晶度，与商业对苯二甲酸（C-TPA）的 XRD 峰结果吻合较好。高效液相色谱（HPLC）测试表明，从废 PET 中提取的 TPA 纯度可达约 82%，另外 18% 可能是低聚物中间体。

结论

该研究成功利用回收的 PET 塑料构建了 S 型 MZIS 层状管状异质结。一系列表征分析表明，所构建的具有中空结构的 S 型 MZIS 分级异质结构可显著提高载流子传输能力，为 O?吸附提供大表面积，并暴露大量活性位点。结果显示，MZIS1 体系表现出显著更高的生产速率。

这项研究意义重大。一方面，将废 PET 塑料这一常见的废弃物转化为高价值的 MOF 材料，为废 PET 的资源利用提供了全新的思路和途径，不仅减少了废弃物对环境的压力，还赋予了废 PET 更高的经济价值。另一方面，所构建的 MIL-68 (In)/ZIS 分级管状异质结复合材料在光催化选择性氧化苯甲醇和生产 H?₂O₂方面展现出优异性能，实现了 BAD 和 H?₂O₂的高效生产与便捷分离，为 H?₂O₂的绿色合成和高效分离奠定了基础，有望在环保和化工领域引发新的变革，推动可持续化学的发展。