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回收再利用是人類解決全球塑料垃圾問題的重要方案之一。其中，大部分的塑料垃圾在再被回收后仍會被制成塑料產(chǎn)品。不過，科學(xué)家們也一直在探索不同的方法來將其轉(zhuǎn)化為更有價值的產(chǎn)品。

近期，東京都市大學(xué)（Tokyo Metropolitan University）的一組研究人員在這方面就取得了新的突破。他們發(fā)現(xiàn)，支撐在氧化鋯表面的金納米粒子可以將生物質(zhì)和聚酯等廢料變成有機(jī)硅烷化合物，這是一種可用于各種應(yīng)用的寶貴化學(xué)品。

最新研究成果已于近期發(fā)表在了《美國化學(xué)會志》（JACS）上。據(jù)稱，這是一種更環(huán)保、要求更低的廢物升級改造方法，利用了金納米粒子和氧化鋯載體的兩性（酸和堿）性質(zhì)之間的“合作”。

事實上，該團(tuán)隊一直都在致力于將塑料和生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有機(jī)硅烷，它是一種連接有硅原子的有機(jī)分子，形成碳硅鍵。具體而言，有機(jī)硅烷是高性能涂料的寶貴材料，也是生產(chǎn)藥品和農(nóng)用化學(xué)品的中間體。

然而，硅原子的添加往往涉及對空氣和水分敏感的試劑，需要高溫，更不用說苛刻的酸性或堿性條件可能使轉(zhuǎn)換過程本身成為環(huán)境負(fù)擔(dān)。不過現(xiàn)在，該團(tuán)隊已經(jīng)突破了這一瓶頸。

據(jù)悉，他們應(yīng)用了一種混合催化劑材料，該材料由支撐在氧化鋯載體上的金納米顆粒組成。這種催化劑采用醚基和酯基，這兩種基團(tuán)在塑料（如聚酯）和生物質(zhì)化合物（如纖維素）中都很豐富，可以幫助它們與一種被稱為二硅烷的含硅化合物發(fā)生反應(yīng)。然后只需微微加熱，他們就成功地在酯或醚基所在的地方創(chuàng)建了有機(jī)硅烷基團(tuán)。

通過對機(jī)理的詳細(xì)研究，研究小組發(fā)現(xiàn)，金納米顆粒與載體的兩性（堿性和酸性）性質(zhì)之間的合作，是在溫和條件下原料有效、高產(chǎn)轉(zhuǎn)化的原因。

鑒于塑料垃圾處理通常需要燃燒或苛刻的酸性/堿性條件，該工藝本身已經(jīng)提供了一條在要求低得多的條件下分解聚酯的簡便途徑。而且，反應(yīng)的產(chǎn)物本身也是有價值的化合物，可以用于新的應(yīng)用。該團(tuán)隊希望，新工藝能構(gòu)成了人類通往碳中和未來途徑的一部分。

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