近日，昆明理工大学化学工程学院磷化工团队在黑磷催化回收废弃塑料研究方面取得新进展，相关成果以 “Effects of Conduction Band Edge Regulation on the Photoreforming Efficiency of Plastic Waste: Taking BPNS/TiO2 as a Photocatalyst” 为题发表在国际顶级催化期刊《ACS Catalysis》（影响因子13.1，一区TOP）上。

塑料污染已成为全球面临的严峻挑战。在不改变现有塑料生产和消费模式的前提下，预计到2050年，塑料垃圾年产生量将超过1.21亿吨。因此，将废塑料回收为单体（CRM）或升级为高价值燃料、化学品和先进材料的循环经济模式受到日益关注。然而，现有催化体系仍面临效率不足和产物选择性不可控的瓶颈。

在本研究中，团队首次构建了黑磷纳米片/二氧化钛（BPNS/TiO2）异质结光催化剂，利用黑磷可调控带隙与高载流子迁移率的优势，实现了对聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等典型塑料的高效光重整。在模拟太阳光照射下，该催化剂实现了高达80%的PET降解率，并伴随高效产氢（345.2 μmol g-1 h-1），展现出绿色、低能耗的塑料回收与能源转化潜力。值得一提的是，通过黑磷烯的带隙调控，研究首次建立了光催化剂导带电位（ECB）与产物选择性（CO、H2、CO2）的关系，为塑料废弃物光转化催化剂的理性设计提供了新路径。同时，研究揭示了常见添加剂对降解效率的影响：光稳定剂会显著降低降解率，而增塑剂则通过提升分子链运动性促进降解。进一步研究表明，该催化体系对聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）及聚氯乙烯（PVC）等塑料同样具有催化降解与产物调控能力，应用前景广阔。

该研究工作得到国家自然科学基金、云南省磷化工节能与新材料重点实验室、云南省环境友好高分子联合实验室、云南省重点研发计划项目、云南省高校磷化工重点实验室以及云南省教育厅可降解塑料工程研究中心等的资助。昆明理工大学化学工程学院为论文第一署名单位，实验室吴枫老师和谢德龙教授为论文共同通讯作者，硕士生谢海龙为论文的第一作者。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acscatal.5c03810