本站讯 近日，中国海洋大学材料科学与工程学院侯春朝教授课题组在含碳废弃物电催化高值资源化研究领域取得新进展，相关成果以“Modulate adsorption via Co2+-O-Coδ+ asymmetric pairs toward efficient upcycling of plastic waste to commodity chemicals”（Co2+-O-Coδ+非对称催化对调控吸附助力塑料废弃物高效升级为高价值化学品）为题，发表于国际顶尖期刊Nature Communications（《自然·通讯》）。
在全球能源转型和“双碳”目标背景下，废塑料资源化是资源循环与海洋污染治理的重要研究方向。然而传统塑料回收以降级再生为主，产物附加值低，无法有效阻止PET流入海洋。入海PET缓慢分解形成微塑料，沿食物链富集破坏近海生态，制约了废塑料污染的综合治理。因此，开发高效电催化升级体系，将PET转化为高附加值化学品，对于突破传统回收瓶颈、协同实现减污降碳与海洋生态保护具有重要意义。
图1. Asy-Co2+-O-Coδ+催化剂与传统CoO电极上EG氧化示意图对比
在PET电化学升级回收过程中，乙二醇氧化是核心反应，体系存在羟基活性物种（*OH）的竞争吸附瓶颈：*OH是乙二醇C‑C键断裂的必要物种，但过量*OH会挤占活性位点，抑制底物活化，限制目标产物甲酸生成。针对上述挑战，课题组采用晶界工程策略，在非贵金属钴氧化物体系中构筑Co2+-O-Coδ+非对称桥连活性位点，实现了*OH与EG的协同差异化共吸附，大幅降低生成甲酸的反应能垒，最终取得96.12%的法拉第效率与93.75%的选择性，并在MEA器件中达到1 A·cm-2的工业级电流密度及500 h的稳定运行，技术经济分析显示每吨PET可获得约527.4美元的净利润。该工作为PET电化学升级回收开发了高性能催化材料，为晶界工程构建双功能非对称活性位点提供新思路，也为海洋塑料污染治理与海洋碳资源循环提供技术参考。
图2. PET升级回收应用与全流程经济性评估
论文第一作者为材料科学与工程学院2024级材料工程专业硕士研究生常星晨，中国海洋大学为第一通讯单位。系列研究工作得到国家自然科学基金、山东省泰山学者项目、山东省自然科学基金重大基础研究项目、山东省优秀青年科学家基金（海外）项目、中国海洋大学青年英才启动经费、中央高校基本科研业务费等支持。
课题组合影
文：常星晨 杨凡
文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-77783-8
编辑：赵奚赟
责任编辑：刘莅
