塑料是一种广泛使用的工程材料，但也带来了严重的环境问题。只有很小部分被回收，大部分被填埋或焚烧,造成土壤、水和空气污染。光重整技术利用光照可以将塑料废物转化为高附加值的氢气和低碳链有机物（Cn），具有低成本、低能耗和低碳排放等优点。近日，化工学院2020级本科生汤鑫在化工三大顶刊之一Industrial & Engineering Chemistry Research上发表了题为“Recent Advances in the Photoreforming of Plastic Waste: Principles, Challenges, and Perspectives”的综述论文。四川大学化工学院周雪梅特聘研究员和高分子研究所特聘副研究员贺丽蓉为该论文通讯作者。该文章综述了近年来光重整(Photoreforming，PR)塑料制取氢气反应的热力学和动力学原理，并总结了提高PR反应效率的方法，同时综合总结了近年来PR技术的最新进展；并讨论了大规模反应器的应用及优缺点。
然而，该技术需要克服光催化剂的稳定性、选择性和活性和规模化应用等挑战。该文章总结了不同的光催化剂和反应条件下的光催化反应机理，包括直接氧化机理，活性氧（ROS）机理和还原机理（如图1所示）。
图1光催化机理示意图：Path1直接氧化机理；Path2活性氧机理；Path3还原机理
目前光重整技术离实际应用面临的一个很大的挑战就是效率过低。为了提高效率,需要从以下三个方面着手: 1、提高光吸收能力:通过选择合适的光催化剂材料、掺杂、负载、复合等方法,扩大光响应范围和增加可见光利用率。2、提高电荷迁移/分离效率:通过优化光催化剂的形貌、结构、缺陷、界面等因素，减少电荷复合损失,增加电荷迁移速度。3、提高表面反应速率:通过调节光催化剂的比表面积、孔隙度、表面活性位点等参数,增加废物与光催化剂的接触面积,促进表面反应。
图2提升光重整塑料制取氢气效率的方法
原文链接如下：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.iecr.3c00809
周雪梅课题组供稿
钮大文审核
高敏编辑
2023年6月19日
