• 利用铜负载的二氧化铈作为高效且可重复使用的催化剂，通过甲醇解作用将聚乳酸化学转化为甲基乳酸

  塑料废物的化学回收引起了全球的关注，因为它为塑料废物堆积问题提供了一种可持续的解决方案，并有助于构建循环塑料经济。保护资源和环境的可持续方法之一是塑料的化学解聚或回收。在这方面，聚乳酸（PLA）是一种广泛用于三维（3D）打印以及从农业薄膜到食品包装等各种用途的塑料材料。在本研究中，使用Cu-CeO2作为催化剂，对PLA的化学解聚进行了研究，在温和的反应条件下获得了乳酸甲酯（ML）作为选择性产物。这种环保且经济高效的方法旨在实现PLA废物的闭环化学回收。通过优化反应条件，获得了良好的催化活性和产物选择性。在140°C下，PLA在Cu-CeO2催化剂的作用下完全解聚，所需时间为8小时。根据反应生成

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 拓展高直链淀粉蚕豆淀粉的应用领域：实现其可持续转化为空气凝胶的优化策略

  低钙矿物组成的硫铝酸盐水泥（SAC）在低碳排放方面具有显著优势，符合建筑材料行业的绿色发展理念。然而，这种水泥存在长期强度下降的技术瓶颈，并且缺乏辅助胶凝材料。为了解决这些问题，通常会在SAC生产中加入石灰石粉作为活性外加剂。然而，天然石灰石本身的反应活性较低，导致性能提升效果不佳。因此，本研究提出了一种湿法碳化复拌工艺，将新形成的高活性CaCO3 C2 C4 C4A3Ṡ。经过预水化处理后，原本难以碳化的C4A3Ṡ转化为易于反应的水化产物，系统的碳化程度提高了230%。AFm和AFt的梯度碳化过程形成了一个pH缓冲系统，促进了多晶型CaCO3的生成；铝凝胶在反应过程中脱水形成AHx相，部分AH

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 由均相路易斯酸催化剂促进的离子液体溶剂的节能二氧化碳解吸

  离子液体（ILs）由于其可设计的结构以及同时作为吸收剂和催化剂的双重功能，在二氧化碳（CO2）捕获方面展现出巨大潜力。我们之前设计的IL溶剂（[Cho][Triz]/TMS）具有良好的吸收性能，但再生速率较慢。本文提出了一种新策略，利用均相路易斯酸IL（LAIL）催化剂在较低温度下促进IL吸收剂中的CO2解吸。基于钴（Co）的LAIL [Bmim]2[CoCl4]表现出优异的性能：与空白实验相比，CO2解吸量增加了54.1%，活化能降低了30.3%，从而实现了较低的再生能耗（0.90 GJ/t CO2）。这一效果归因于[Bmim]22+中的C2–H基团和[CoCl4]2–中的Co位点对C–N键

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 通过湿法碳酸化硫铝酸盐水泥原位生成碳酸钙：提升其长期强度

  低钙矿物成分的硫铝酸盐水泥（SAC）在低碳排放方面具有显著优势，符合建筑材料行业的绿色发展理念。然而，这种水泥存在长期强度下降的技术瓶颈，并且缺乏辅助胶凝材料。为了解决这些问题，通常会在SAC生产中加入石灰石粉作为活性外加剂。然而，天然石灰石本身的反应活性较低，导致性能提升效果不佳。因此，本研究提出了一种湿法碳化复拌工艺，将新形成的高活性CaCO3 C2 C4 C4A3Ṡ。经过预水化处理后，原本难以碳化的C4A3Ṡ转化为易反应的水化产物，系统的碳化程度提高了230%。AFm和AFt的梯度碳化过程形成了一个pH缓冲系统，促进了多形态CaCO3的形成；铝凝胶在反应过程中脱水生成AHx相，部分AHx

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 通过基因组整合和途径优化实现工程微生物生产l-岩藻糖：一种可持续的生物制造平台

  l-岩藻糖是一种具有高商业潜力的功能性单糖，广泛应用于制药、营养保健品和化妆品领域，可以通过微生物合成方法高效生产。本研究通过全面的基因组整合和代谢途径优化，建立了一个稳定的l-岩藻糖生产平台。关键的GDP-l-岩藻糖生物合成基因被整合到染色体上，并配备了优化的组成型合成启动子，从而增强了前体物质的供应，使得岩藻糖的产量达到了6.47克/升。α1,2-岩藻糖转移酶（BKHT）基因的拷贝数扩增进一步提高了“GDP-l-岩藻糖 → 2′-FL → l-岩藻糖”代谢途径的效率。此外，使用稳态启动子调控α-l-岩藻糖苷酶（afcA）在生长阶段的表达，减轻了代谢负担，使岩藻糖的产量提升至15.37克/升

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 利用低加工棉料通过固态合成法制备阳离子纤维素纤维，以实现高效病毒捕获

  水系锌离子电池（AZIBs）由于其固有的安全性和成本效益，正成为大规模储能系统的一个有前景的候选者。然而，由于水溶液中大量活性水分子的分解导致树枝状晶体的快速生长以及严重的副反应，这些电池的实际应用受到了显著阻碍。在本研究中，以优化浓度将3-吡啶磺酸（3-PSA）分子作为电解质添加剂引入AZIBs中。通过电化学表征和理论计算发现，磺酸基团（−SO3H）与Zn2+之间的定向配位作用改变了(Zn(H2O)6)2+的溶剂化壳结构，使其能够吸附在锌金属表面，从而促进Zn2+的均匀沉积，并显著减少自由H2O分子的数量。此外，3-PSA的引入打破了原有的氢键网络，调整了氢键的键角，并抑制了由水引起的腐蚀和

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 环保催化剂开发：在绿色溶剂中用于芳基碘化物和溴化物的铃木-宫浦反应的双齿氮配体

  为了解决传统的一阶段和两阶段Haematococcus pluvialis培养过程中细胞死亡率高等问题、虾青素产量低以及成本过高的问题，本研究开发了一种新的培养-转化-积累（CTA）策略。CTA框架依次优化了生物量生长（第一阶段），通过添加1 g/L的NaCl诱导出具有抗逆性的不动细胞（第二阶段），并最大化了虾青素的积累（第三阶段），使得虾青素的产量比使用0 g/L NaCl时提高了61.1%。小规模实验验证了CTA策略的优越性：其虾青素含量达到了3.0%（分别是一阶段和两阶段方法产量的1.4倍和1.2倍），且无需进行昂贵的离心操作。试点规模的试验表明，管状光生物反应器（T-PBR）是最佳选择

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 用于从生物炼制原料连续两相合成呋喃的结构化催化剂

  本研究聚焦于一种可持续的化学工艺，旨在通过使用木质纤维素生物质来加速材料转化。这一过程在酸性条件下将半纤维素糖类脱水生成糠醛，这是一种具有广泛应用前景的平台化学品。传统的工业方法（如华夏和西普罗）在生产糠醛时仅能达到约50%的理论收率，并且消耗大量的蒸汽。然而，这些方法往往伴随着高分子量副产物——即“胡敏”物质的形成，这会显著限制糠醛的产量。为了克服这些问题，研究者们开始探索新的催化剂体系和反应条件，以提高糠醛的收率和选择性，同时减少废物产生。本研究采用了一种创新的工程方法，即利用3D开孔铝泡沫结构作为催化剂载体。这种结构具有高比表面积（900–2000 m²/m³）、高床孔隙率（约0.84–

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 影响生物催化剂活性：温度选择与底物特性的协同作用至关重要

  酶催化聚酯合成是一种有前景的替代传统高温熔融缩聚反应的方法。该方法的核心在于利用酶作为催化剂，替代传统化学方法中可能有毒的金属氧化物或有机金属化合物，从而减少对环境的影响。然而，酶的性能受到多种因素的影响，包括反应温度、底物特性以及酶的固定化技术等。为了深入了解底物特性对酶催化活性的影响，本研究对不同链长的脂肪族二醇与己二酸的反应系统进行了系统评估。研究结果表明，二醇的极性和己二酸在反应体系中的溶解度对酶的催化活性具有显著影响。在本研究中，使用了*Candida antarctica*脂肪酶B（CaLB）固定在Immobead 150载体上的酶催化剂。通过在40、60或80°C的等温条件下进行

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 经过面工程处理的Cu2O催化剂能够调控Cu0/Cu+位点的比例，从而实现对糠醛的选择性电还原

  糠醛（FF）的电化学氢化生成糠基醇（FA）是一种可持续的生物质原料升级策略，其中Cu0/Cu+协同作用位点作为关键的活性中心。然而，由于难以精确调控Cu0/Cu+比例，阐明其反应机制并优化催化性能仍然具有挑战性。在此，我们提出了一种表面工程方法来调控Cu2O的微观结构，从而实现Cu氧化态的可控调节并提高FF向FA的转化效率。有限元模拟和实验表征表明，Cu2O纳米颗粒从立方相转变为立方八面体相再转变为八面体相的过程中，局部电场逐渐增强，促进了Cu+的原位还原并调整了Cu0/Cu+比例。其中，立方八面体相Cu2O催化剂表现出最高的法拉第效率（FE）和转化率（分别为72.5%和100.0%），优于立

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 二氧化碳在钒促进的水相K2CO3中的吸收过程的动力学与机理研究

  在当前的碳捕集技术中，基于水合碳酸钾（K₂CO₃）的吸收过程是第一代技术中已具备大规模应用潜力的代表性方法。其显著的稳定性以及较低的再生能耗是其主要优势，但其固有的缓慢的CO₂吸收速率是主要的限制因素。本研究探讨了五氧化二钒（V₂O₅）作为速率促进剂在水合碳酸钾体系中对CO₂吸收的增强作用，通过一系列实验条件（V₂O₅浓度最高可达6 wt %，溶剂负载最高为60%，温度范围在313至358 K之间）对吸收速率进行了全面测量。结果表明，V₂O₅显著提升了吸收速率，其提升幅度可达到未添加促进剂的K₂CO₃的2至3倍。通过分析五氧化二钒的物种分布，发现其增强作用源于CO₂与氢单钒酸盐（HVO₄²⁻）

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 索福拉·通金西斯（Sophora tonkinensis Gagnep.）的非药用部分中的纳米纤维素经过闭环利用，被制成磁性印迹聚合物，用于靶向分离药用部分中的槲皮素

  强调利用生物质资源是推动绿色化学和环境保护的重要步骤，对减少碳排放和促进碳中和具有重要意义。将农业废弃物转化为生物质资源（如纳米纤维素）对低碳经济具有重大价值。然而，如何实现天然活性植物成分的环境友好性和选择性分离仍是一个亟待解决的问题。在这项研究中，研究人员借鉴了“用豆荚煮豌豆”的传统智慧，对草药Sophora tonkinensis Gagnep.中非药用部分的生物质进行了处理，以获得用于制备磁性分子印迹复合材料的纳米纤维素。这种复合材料以磁性Fe3O4纳米颗粒和纳米纤维素颗粒的堆叠结构作为载体，通过表面印迹技术制备出了磁性纳米纤维素分子印迹聚合物（MIPs/MCNC）。该材料表现出优异的

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 铜掺杂诱导的CoS2纳米笼晶格畸变：提升先进锂硫电池中多硫化物转化效率的机制

  在锂硫电池（LSBs）中，硫的转化过程包含多个步骤，包括固态-液态（S8 转化为 Li2S8）、液态-液态（Li2S8 转化为 Li2Sx x 4）、液态-固态（Li2Sx 转化为 Li2S2）以及固态-固态（Li2S2 转化为 Li2S）转变。其中，固态-固态相变是复杂硫还原反应（SRR）中最缓慢的步骤。本研究设计了一种掺铜的 CoS2 复合材料，将其嵌入超薄氮掺杂碳层中（Cu-CoS2@NC），以加速锂硫电池中的多硫化物转化动力学。使用 Cu-CoS2@NC 涂层的商用聚丙烯隔膜（Cu-CoS2@NC//PP）作为功能中间层组装的电池表现出优异的倍率性能（在 5.0C 下为 754 mAh

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 通过电解废弃物资源生成氨气的可行性：作为实现工业部门脱碳的多方面途径

  通过优化电解工艺来探索绿色氨生产的经济可行性，需要评估氨与其他常见替代品相比的优势。我们研究了利用废水和废气中的含氮原料生产氨的实用性，从而推动氮的循环经济。研究结果表明，氨作为氢载体的可行性在很大程度上取决于运输方式、氢的蒸发速率以及运输距离。从长远来看，无水氨作为长期储能介质的潜力超过了其他绿色储能方式（包括锂离子电池和液化氢气）。我们证明，在氢燃料电池中使用裂解氨发电（尤其是在夏威夷等偏远地区）可以与使用天然气通过低效燃气轮机发电的成本相竞争。最后，由于绿色氨的价格全年稳定且通过去除了运输成本实现了能源的分布式供应，因此将其引入化肥市场是可行的，这与现有技术的价格波动和较高的运输成本形成

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 基于竹纤维纸的过滤材料，能够快速高效地捕捉微塑料

  针对全球微塑料（MPs）污染这一热点问题，研究人员利用竹纤维素通过机械加工和传统造纸技术制备出了一种环保的纸质过滤器。该纸质过滤器对氨基改性聚苯乙烯（PS-NH2，粒径5 μm）的捕获效率稳定在98%，过滤通量高达21167 L m–2 h–1。值得注意的是，其过滤过程遵循中间阻塞模型（R2 = 0.99），且具有优异的重复使用性能，经过10次循环后仍能保持99%的过滤效率。此外，该过滤器对聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的去除率也超过95%，同时对三个天然水样的净化效果也非常显著。其卓越的捕获性能源于微观结构与微塑料之间的多尺度协同作用，包括物理拦截、微塑料自沉

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 通过光热接力催化实现基于生物的呋喃类化合物的智能“两栖”催化剂介导的氧化增值利用

  将生物质资源通过催化转化合成有价值的大宗化学品对于应对能源危机以及实现绿色、可持续的化学生产具有重要意义。在本研究中，利用金属有机框架（MOF）作为异相催化剂，通过串联光热接力催化技术实现了从生物质高效、选择性地生产马来酸酐（MAN）。首先，在可见光的作用下，将基于生物的糠酸（FAC）和糠醇（FAL）转化为5-羟基-2(5H)-呋喃酮（5-HFO）；随后，在相同催化剂的作用下，5-HFO在热条件下进一步被选择性转化为MAN。在自然光照射下，使用含有金属V和介孔四（4-羧基苯基）卟啉的V-TCPP催化剂时，5-HFO的转化率达到99.0%，选择性为95.3%；而在V-TCPP催化剂的热促进下，5

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 重新设计无机-有机杂化聚合物涂层，以适用于可持续且对热敏感的基底：在室温下实现氧气阻隔性能和马氏体硬度

  如今，大多数材料仍然来源于不可再生资源，这导致了资源枯竭和环境污染。尽管存在可持续的替代品，但由于它们的性能有限——例如较差的氧气阻隔性能和较低的机械稳定性——这些替代品未能得到广泛采用。功能性涂层在克服这些缺点方面具有巨大潜力。然而，许多传统的涂层都是为基于石油的基底开发的，采用热固化、紫外线（UV）或化学固化方法，这些方法需要较高的能量输入或可能含有有毒物质。为了解决这个问题，我们开发了一种无机-有机杂化聚合物涂层（IOHPC），它在室温下具有较低的氧气透过率（OTR）和较高的马氏硬度（HM），且不需要使用有毒的硬化剂，同时能够保持热敏基底的完整性。关键在于选择合适的金属醇盐来构建高效的网

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 通过快速碳热还原实现的中尺度电极工程：缓解高功率钒流电池中的传输-反应不匹配问题

  钒流电池（VFBs）的大规模应用受到低功率密度的严重限制，这是由于传统碳毡电极内部质量传输与反应过程之间存在严重不匹配所致。为了解决这一问题，我们开创了一种基于微波诱导的碳热还原（MICR）技术，用于实现介观尺度电极工程，同时优化离子传输和催化活性。通过有限元模拟发现，均匀的孔隙结构对于消除浓度极化和副反应具有关键作用；我们的MICR技术能够在10秒内快速、精确地调控纤维表面的孔隙结构，使孔隙系统包含0.4微米的缺陷腔体以及2-10纳米的介观孔隙。这一过程还能原位生成丰富的含氧官能团，显著提升钒离子的吸附能力和氧化还原反应速率（这一效果通过密度泛函理论计算得到了验证）。采用这种MICR技术制备

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 用于增强酯交换反应的微波吸收型CaO-CNT催化剂：通过介电损耗转化实现高效脂肪酸甲酯的生产

  微波辅助技术显著提升了异相催化下的酯交换反应效率，从而生产出脂肪酸甲酯（FAME），这是生物柴油的主要成分。FAME还是可持续航空燃料的关键中间体。然而，催化剂对微波的吸收能力对其催化性能的影响至今仍不明确。在本研究中，我们成功制备了一种具有微波吸收能力的催化剂（CaO-CNT）和一种对微波透明的催化剂（CaO-SiO2），并评估了它们在棕榈油与甲醇酯交换反应中的催化效果。结果表明，具有微波吸收能力的CaO-CNT在微波场中的催化性能更佳，其介电损耗（tan δε = 0.172）明显高于CaO-SiO2（tan δε = 0.002），显示出更强的微波吸收能力。CaO-CNT为被微波加热的反

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 利用副产品废气生产甲酸铵：经济与环境视角

  减少钢铁行业的温室气体排放变得越来越重要。一种可行的方法是将对二氧化碳（CO）含量高的副产气体进行转化，生产高价值化学品，而不是将其传统地用作能源，因为后者通常会导致大量的二氧化碳排放。在此背景下，本研究提出了利用钢铁副产气体中的二氧化碳通过生物催化工艺生产甲酸铵（AF）的方法。为了评估该工艺与传统煤炭基工艺的经济和环境可行性，我们进行了包括技术经济分析和生命周期评估在内的全面研究。据估计，该工艺生产的甲酸铵最低售价为每吨814.1美元，与传统工艺的价格相当。这一结果凸显了集成热泵以提高经济性能的必要性。此外，该工艺的环境影响较低，每吨甲酸铵产生的二氧化碳当量为3.1千克，而传统煤炭基工艺为5

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

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