废弃PET与铝罐升级再造：K掺杂Al2 O3 催化剂高效催化COS水解的绿色路径

为解决工业废气中羰基硫(COS)污染难题，研究人员创新性地利用废弃PET瓶和铝罐，通过Al-MOF模板法制备K掺杂Al2 O3 催化剂（K@w-Al2 O3 ）。该催化剂比表面积达408.2 m2 /g，在300℃实现90% COS转化率和近100% H2 S产率，且稳定性超24小时。该研究为废弃物资源化与硫污染治理提供了可持续解决方案。

　　

工业废气中的羰基硫(COS)是导致酸雨和设备腐蚀的主要污染物之一，传统处理方法存在能耗高或效率低等问题。同时，废弃PET瓶和铝罐的堆积加剧环境压力。如何将废弃物转化为高效催化剂，成为环境与材料科学交叉领域的重要课题。近期发表在《Journal of Environmental Chemical Engineering》的研究中，来自国立中兴大学的研究团队开发了一种创新方法：通过水解废弃PET获得对苯二甲酸(H₂
BDC)，联合铝罐制备铝基金属有机框架(Al-MOF)，再经煅烧和钾掺杂得到K@w-Al₂
O₃
催化剂。

关键技术包括：1) 废弃PET的DMAC/HCl混合溶剂水解；2) 一锅法水热合成Al-MOF；3) 高温煅烧制备多孔Al₂
O₃
；4) 钾盐浸渍增强碱性位点。

【催化剂制备】
通过SEM证实废PET衍生的H₂
BDC与商业试剂形态相似（图S1）。XRD显示MOF模板成功转化为γ-Al₂
O₃
晶型，钾掺杂未破坏晶体结构。

【性能表征】
BET测试显示钾掺杂使比表面积从171.9 m²
/g提升至408.2 m²
/g，CO₂
-TPD证实碱性位点密度增加。在模拟工业条件（300℃、空速6000 h^-1
）下，K@w-Al₂
O₃
的COS转化率较未掺杂样品提高2.3倍，且H₂
S选择性接近理论值。

【结论与意义】
该研究实现了"以废治废"的双重目标：1) 建立PET/铝罐到高性能催化剂的转化路径；2) 创制出比传统方法更高效的COS水解催化剂。MOF模板法与钾掺杂的协同效应，为设计多孔碱性催化剂提供了新思路，同时响应了联合国可持续发展目标(SDG 12)关于负责任消费与生产的倡议。工作由Jia-Yin Lin等学者完成，仪器分析得到国立中兴大学仪器中心支持。