日本研究人员成功在较低温度下分解聚乙烯塑料

日本研究人员成功在较低温度下分解聚乙烯塑料 日本东京大学研究人员成功实现了在较低温度环境下分解聚乙烯塑料。 新华社报道，分解聚乙烯、聚丙烯等塑料材料通常需要300摄氏度以上的高温条件，能源消耗较多。日本东京大学日前发布新闻公报说，研究人员在铈的催化作用下，利用可见光照射含少量羧基的聚乙烯，成功实现在80摄氏度的较低温度环境下令这种聚乙烯分解。 产生碳自由基是引发碳-碳键断裂的关键。东京大学研究团队将少量羧基官能团引入聚乙烯，然后针对这种羧化聚乙烯粉末，摸索能令羧基在光照射下产生碳自由基的反应条件。 东京大学说，塑料废弃物导致的环境污染日益成为严重的社会问题，特别是生产量大的聚乙烯和聚丙烯等塑料材料的回收利用是亟待解决的问题。但聚乙烯和聚丙烯分子链包含的碳-碳键非常稳定，进行分解一般需要300摄氏度以上的高温条件。 研究发现，在添加少量铈催化剂的80摄氏度乙腈中，用发光波长为430纳米的LED灯照射羧化聚乙烯粉末，可使羧基生成碳自由基，并且其高反应性切断了聚乙烯分子链上的碳-碳键，长链羧化聚乙烯分子被降解成分子量约500的片段。研究还确认，这一反应不仅能在乙腈中进行，在水中也能发生。 相关论文已发表在《美国化学学会杂志》上。公报说，本项研究在较低温度环境下实现了通常需要高温条件的聚乙烯分解，表明经羧基官能团修饰的聚乙烯将来有望作为可降解塑料使用，这将使回收利用更加节能、低成本。 2024年7月10日 12:55 PM

引用高压电-芬顿工艺 研究人员实现电催化甲烷与氧气高效转化甲酸

引用高压电-芬顿工艺 研究人员实现电催化甲烷与氧气高效转化甲酸 研究人员在室温下实现了 CH4 和 O2 向 HCOOH 的电化学转化。资料来源：JACS甲烷与氧气直接催化转化制高附加值含氧化学品是天然气资源高值化利用的有效途径。然而，在温和条件下活化氧气分子形成能够解离甲烷C-H键的高活性氧物种非常困难，导致低温下甲烷与氧气高效转化极具挑战。本研究中，团队基于自主研制的高压-电化学反应釜，开发了由高压-电芬顿驱动的甲烷与氧气催化转化新途径，在电解池的阴极区实现室温下电催化甲烷与氧气高效转化制甲酸。研究表明，氧气首先在阴极银箔上经由两电子转移路径还原生成双氧水，双氧水进一步与溶液中的Fe2+通过均相芬顿反应，生成高活性的氧物种羟基自由基，羟基自由基连续活化C-H键并将甲烷转化成甲酸。进一步地，团队发现提高氧气的分压可促进双氧水的生成，而提高甲烷的分压可以有效增强溶液中甲烷和羟基自由基之间的碰撞几率，进而提高了产物甲酸的收率和法拉第效率。该过程为低温下甲烷与氧气的高效催化转化提供了新思路。文章链接： ... PC版： 手机版：

日研究员开发新方法 测量土壤中微塑料污染含量

日研究员开发新方法 测量土壤中微塑料污染含量 受人类活动影响，纳米和微米级微塑料（N/MP）污染广泛存在于土壤、海洋、空气中甚至人体内，其危害日渐严重。日本研究人员近期开发出一种新方法，利用光谱法在两种波长下测量不同土壤类型中的N/MP含量。 新华社报道，环境中很大一部分纳米和微米级微塑料（N/MP）存在于土壤中，了解土壤中N/MP的分布和迁移对于应对其威胁至关重要。目前要测量土壤中N/MP的含量，需要先将土壤中的N/MP与有机物等分离开来，再利用拉曼光谱等方法检测。但现有方法对技术要求较高且分辨率有限，此外在分离土壤过程中常会丢失一部分N/MP，导致测量不准。 日本早稻田大学等机构研究人员开发出一种新的可测量土壤中N/MP含量的光谱法，无需将土壤中的有机物分离出去。其原理是使特定波长的光穿过样本，利用N/MP和土壤颗粒吸收光谱差异来量化N/MP。因此找到合适的波长来区分N/MP和土壤颗粒十分关键。 [Media] 研究人员将六种在粒径分布、有机物含量等方面呈不同特性的干土壤样本制成悬浮液，并与聚苯乙烯（一种常见微塑料成分）纳米颗粒混合，形成六种不同的模拟含N/MP污染物的土壤悬浮液。N/MP含量均保持在每升五毫克。然后使用分光光度计测量这些土壤悬浮液在200纳米至500纳米波长范围的吸收光谱，并据此确定干土壤中N/MP的含量。随后找出测量N/MP的两种波长的最佳组合。 研究显示，使用220纳米至260纳米和280纳米至340纳米波长组合时，六个样本的误差最低，因此适合测量不同土壤类型中的N/MP含量。研究人员还创建了土壤悬浮液中N/MP含量与添加到干土壤样本中的N/MP含量之间的校准曲线，从而能准确估算干土壤中N/MP的含量。 研究成果近期发表在《生态毒理学与环境安全》杂志上。研究人员表明，该方法可以用作土壤中N/MP含量的初步评估工具，以帮助人们进一步了解N/MP在土壤中的分布和迁移。 [Media] 2024年6月23日 11:57 AM

突破性的植物聚合物有望打破微塑料循环

突破性的植物聚合物有望打破微塑料循环 微塑料是从日常塑料制品中脱落的微小、几乎不可破坏的碎片。随着我们对微塑料的了解越来越多，情况也越来越糟。我们已经在海洋和土壤中发现了大量的微塑料，现在我们又在最不可能的地方发现了它们：我们的动脉、肺部甚至胎盘。微塑料需要 100 到 1000 年的时间才能分解，与此同时，我们的地球和身体每天都在受到这些材料的污染。寻找传统石油基塑料和微塑料的可行替代品从未像现在这样重要。加州大学圣迭戈分校的科学家和材料科学公司 Algenesis 的最新研究表明，他们研制的植物基聚合物能在七个月内完成生物降解，即使是微塑料级别的生物降解。这篇论文发表在《科学报告》杂志上，其作者都是加州大学圣地亚哥分校的教授、校友或前研究科学家。"我们刚刚开始了解微塑料的影响。我们对环境和健康影响的了解还只是皮毛，"论文作者之一、Algenesis 公司联合创始人、化学与生物化学教授 Michael Burkart 说。"我们正试图为已经存在的材料寻找替代品，并确保这些替代品在使用寿命结束后能够生物降解，而不是在环境中聚集，这并不容易。"论文的另一位作者罗伯特-波默罗伊（Robert Pomeroy）说："大约六年前，当我们首次创造出这种藻基聚合物时，我们的初衷一直是希望它能够完全生物降解，我们有大量数据表明，我们的材料正在堆肥中消失，但这是我们第一次在微粒水平上对其进行测量。他同时也是化学与生物化学教授和 Algenesis 公司的共同创始人。为了测试其生物降解性，研究小组将其产品研磨成细微颗粒，并使用三种不同的测量工具来确认，当将其放入堆肥中时，这种材料正在被微生物消化。第一个工具是呼吸计。当微生物分解堆肥材料时，它们会释放二氧化碳（CO2），呼吸计会对其进行测量。这些结果与纤维素的分解进行了比较，纤维素被认为是 100% 生物降解性的行业标准。植物基聚合物的生物降解率几乎达到了纤维素的 100%。石油基（EVA）和植物基（TPU-FC1）微塑料的颗粒计数显示，随着时间的推移，EVA 几乎没有生物降解，而 TPU 在第 200 天时已基本消失。资料来源：Algenesis 公司接下来，研究小组使用了水漂浮法。由于塑料不溶于水且会漂浮，因此很容易从水面上舀起。每隔 90 天和 200 天，几乎 100%的石油基微塑料都被回收，这意味着它们都没有发生生物降解。另一方面，90 天后，只有 32% 的藻类微塑料被回收，这表明超过三分之二的藻类微塑料已经生物降解。200 天后，只有 3% 的微塑料被回收，表明 97% 的微塑料已经消失。最后一项测量是通过气相色谱/质谱仪（GCMS）进行化学分析，检测到了用于制造塑料的单体的存在，表明聚合物正在被分解成最初的植物材料。扫描电子显微镜进一步显示了微生物如何在堆肥过程中定植于可生物降解的微塑料中。论文共同作者、生物科学学院教授兼 Algenesis 公司联合创始人斯蒂芬-梅菲尔德（Stephen Mayfield）说："这种材料是第一种在使用过程中不会产生微塑料的塑料。这不仅仅是针对产品生命周期末端和拥挤的垃圾填埋场的可持续解决方案。这实际上是一种不会让我们生病的塑料。"在通往可行性的漫长道路上，创造石油基塑料的环保型替代品只是其中的一部分。目前的挑战是如何将这种新材料用于原本为传统塑料制造的现有生产设备上，而 Algenesis 公司在这方面正在取得进展。他们已与多家公司合作，生产使用加州大学圣地亚哥分校开发的植物基聚合物的产品，包括用于涂层织物的特瑞堡公司和用于生产手机壳的犀牛盾公司。Burkart 表示："当我们开始这项工作时，有人告诉我们这是不可能的。现在我们看到了不同的现实。还有很多工作要做，但我们希望给人们带来希望。这是可能的。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科研人员创建维生素酯高效制备新方法

科研人员创建维生素酯高效制备新方法 据中国农业科学院油料作物研究所消息，其油料品质与加工利用创新团队通过创建超声强化界面酶催化技术，实现了棕榈酸酯、油酸酯、亚油酸酯和亚麻酸酯等 4 种维生素 A 酯的高效酶法制备。相关研究成果日前发表在国际学术期刊《超声波声化学》上。研究团队针对上述技术瓶颈，创建了超声强化界面酶催化技术，通过双功能载体固定化有效提高了酶催化活性和稳定性，结合超声波物理场强化，使油水两相接触面积提升 17.5 倍，反应 30 分钟转化率即可达 95% 以上，为维生素 A 酯类衍生物绿色制备和高值化利用开辟了新途径。（新华社）

科研人员创建维生素酯高效制备新方法

科研人员创建维生素酯高效制备新方法 据中国农业科学院油料作物研究所消息，其油料品质与加工利用创新团队通过创建超声强化界面酶催化技术，实现了棕榈酸酯、油酸酯、亚油酸酯和亚麻酸酯等 4 种维生素 A 酯的高效酶法制备。相关研究成果日前发表在国际学术期刊《超声波声化学》上。