BiVO4(040)晶面主导光阳极实现PET废弃物光电化学转化产氢及乙醇酸盐的高效合成

本研究通过构建以(040)晶面主导的BiVO4光阳极，实现了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)废弃物的光电化学转化。在0.5V至-0.3V（vs. RHE）电位窗口内，氢析出速率达1.41 μmol cm?2 h?1，同时生成乙醇酸盐(134.7 μmol cm?2 h?1)和乙二醛(61.6 μmol cm?2 h?1)，为塑料废弃物资源化提供了可持续解决方案。

　　

本研究创新性地采用具有(040)晶面优势的钒酸铋(BiVO₄)光阳极，在光电化学体系中实现了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)废弃物的升级转化。通过密度泛函理论(DFT)计算证实，(040)晶面可显著降低乙二醇(EG)氧化的能垒，使起始电位降低至0.215 V（vs. RHE）。在氮气饱和的PET碱性溶液中，于0.5V至-0.3V（vs. RHE）电位窗口内进行循环伏安测试，获得1.41 μmol cm^?2 h^?1的氢析出速率，较平面BVO提升7.4倍。同步生成乙二醛和乙醇酸盐，产率分别为61.6和134.7 μmol cm^?2 h^?1。该晶面结构不仅提供高比表面积，更具备优异的电荷传输动力学，为基于廉价金属氧化物的塑料废弃物资源化提供了新范式。