回收PET基碳纳米管复合材料：一种高效催化硼氢化钠甲醇解制氢的绿色策略

【编辑推荐】本研究创新性地将回收PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）与碳纳米管（CNT）复合，通过熔融共混法制备高效催化剂，用于NaBH4甲醇解制氢。实验与密度泛函理论（DFT）计算表明，35 wt% CNT/PET复合材料具有25.25 L/(min·g催化剂)的产氢速率和11.4 kJ/mol的低活化能，且循环稳定性优异。该工作为塑料回收与清洁能源开发提供了可持续解决方案。

　　

亮点

这项研究通过实验与理论计算的完美结合，揭示了回收PET与碳纳米管（CNT）复合材料的非凡催化潜力。

材料与化学品

实验采用市售原料：回收PET（源自废弃水瓶）、纯度92%的CNT（Nanografi公司）、NaBH₄（AFG Bioscience）及甲醇（Emsure?级），所有材料均未经预处理直接使用。

CNT/PET复合材料的制备

通过熔融共混技术将回收PET与不同比例的CNT复合，开创性地将日常塑料废弃物转化为高性能催化材料。

CNT/PET催化剂的光谱表征

X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱和扫描电镜-能谱联用（SEM-EDX）等分析手段集体亮相：

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  XRD显示CNT的加入使PET结晶峰消失，形成独特的"馒头峰"，暗示两者发生分子级相互作用

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  FTIR谱图中1716 cm^-1处PET酯键特征峰位移，证实CNT与PET间存在化学键合

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  拉曼光谱中D带与G带强度比（I_D/I_G）变化揭示CNT结构缺陷程度改变

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  SEM图像展示CNT在PET基质中的均匀分散，犹如神经网络般的三维导电通路

结论

CNT/PET复合催化剂在NaBH₄甲醇解反应中表现惊艳：

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  创下25.25 L/(min·g_催化剂)的产氢速率纪录

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  仅需11.4 kJ/mol的超低活化能即可驱动反应

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  经过5次循环仍保持80%以上活性，展现"老当益壮"的稳定性

  DFT计算解密其优异性能源于CNT与PET的"电子协同效应"——复合后带隙变窄，犹如搭建起电子"高速公路"，大幅提升催化效率。这项研究为"变废为宝"的绿色催化技术树立了新标杆。