近日，我校王传义教授团队在Cell Press细胞出版社旗下期刊《Chem Catalysis》上发表了题为“Photothermal reforming of polylactic acid plastics into pyruvic acid with 92.8% selectivity at S-scheme Ov-BiVO4/CdS heterostructures”的研究论文。我校王传义教授为文章通讯作者，环境学院博士生梁芯芯为文章第一作者，陕西科技大学为唯一通讯单位。
利用光催化方式将聚乳酸（PLA）塑料转化为丙酮酸学品，对开发环境友好且经济可行的回收技术、推动碳循环经济发展具有重要意义。然而，乳酸催化脱氢生成丙酮酸的过程中，乳酸分子在催化剂表面的吸附太强会导致产物无法脱附，引发丙酮酸C−C键的断裂从而被过度氧化的问题。同时由于羟基氧化为羰基的活化能较高，导致该反应效率及选择性较低。因此，当前的关键挑战在于如何有效增强乳酸中的C−C键强度激活α−OH的同时，促进丙酮酸产物在催化剂表面的脱附过程。
热辅助光催化作为一种新兴技术，在二氧化碳还原、氨合成和甲烷重整等领域展现出显著优势，相比单一光催化过程，通常能够显著提升产率、反应速率及产物选择性。在协同作用下，热效应不仅加快了反应动力学和物质传递，还促进了电荷载流子的迁移，从而增强了反应效率。因此，热辅助光催化近年来成为研究的一个热点。
基于此，本文报道了一种基于氧空位修饰的BiVO4/CdS（Ov-BiVO4/CdS）S型异质结的热辅助光重整策略，用于聚乳酸（PLA）水解液的选择性转化。理论计算及原位ESR证明，与无Ov修饰的BiVO4@CdS相比，Ov-BiVO4/CdS中Bi位点的局部电荷积累更为显著，有助于活化乳酸单体中的α-OH键并增强Cα−COOH键的稳定性，从而促进关键中间体的选择性脱氢反应。Ov-BiVO4/CdS的自发光热效应促进了丙酮酸的解吸，最终实现了对丙酮酸的高选择性生成。实验结果显示，Ov-BiVO4/CdS复合催化剂的氢气产率和丙酮酸产率分别达到9.65和8.92 mmol g−1 h−1，选择性高达92.8%，在塑料重整领域中表现出极高的选择性。本研究为在温和条件下通过热辅助光重整实现PLA塑料的选择性转化为PA提供了新的思路和方法。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.checat.2025.101490
(核稿：陈庆彩 编辑：赵诚)
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