聚酯塑料因其優(yōu)異的耐化學性和熱穩(wěn)定性，被廣泛應用于包裝、紡織和交通運輸?shù)阮I域，其中聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）的市場占比超過40%。然而，當前PET塑料的回收處理面臨嚴峻挑戰(zhàn)：約80%的廢棄PET被填埋或直接排入自然環(huán)境，僅有約20%通過機械回收方式處理，但物理回收方式往往導致材料的光學和力學性能顯著劣化。為突破這一瓶頸，近年來研究者提出了基于電化學氧化的升級回收策略，將PET水解產(chǎn)物乙二醇在陽極轉化為高附加值乙醇酸，為實現(xiàn)PET的高值化利用提供了新思路。然而，該工藝存在固有局限性：陽極乙二醇氧化反應必須與陰極析氫反應配對進行，后者產(chǎn)物（氫氣）的經(jīng)濟價值偏低，影響了整體工藝的經(jīng)濟可行性。與此同時，雖然生物質衍生的草酸可通過陰極電還原生成乙醇酸，但傳統(tǒng)工藝中該反應需與動力學過程受限且低經(jīng)濟價值的析氧反應耦合，嚴重制約了其工業(yè)化應用潛力。

針對上述問題，我校邱博誠教授研究團隊創(chuàng)新性地設計了一種配對電解系統(tǒng)，通過協(xié)同耦合陽極乙二醇氧化與陰極草酸還原反應，實現(xiàn)了在陰陽兩極同時合成高價值化學品乙醇酸，為資源循環(huán)利用提供了新的解決方案。該研究工作以“Concurrent Production of Glycolic Acid via Anode Valorization of Plastic Paired with Cathode Upcycling of Biomass Derivative”為題，發(fā)表在化學類頂級期刊《Angewandte Chemie International Edition》。

本研究提出了一種配對電解工藝概念，通過陽極塑料衍生乙二醇氧化與陰極生物質衍生草酸還原耦合以實現(xiàn)高附加值化學品乙醇酸的聯(lián)產(chǎn)。該工藝通過開發(fā)具有強CO耐受性的PdBi合金陽極和溫度響應型TiO?陰極得以實現(xiàn)，通過理論計算與實驗研究闡明了其作用機制：合金化策略使Pd的d帶中心下移，削弱了毒化物種在活性位點的過度鍵合，顯著提升乙二醇氧化生成乙醇酸反應的活性與穩(wěn)定性。同時，TiO?陰極通過溫度調(diào)控（70°C）抑制了中間體乙醛酸的解吸，促進其深度還原為乙醇酸。在70?°C下構建的雙電極體系中，該配對系統(tǒng)實現(xiàn)了乙醇酸總法拉第效率達182%。本研究為塑料和生物質廢棄物的協(xié)同高值化轉化提供了高效、低耗的新策略。

該研究以南京農(nóng)業(yè)大學博士研究生康賽蕾、碩士研究生袁文芳、都柏林圣三一大學郭旭耘博士為共同第一作者，南京農(nóng)業(yè)大學邱博誠教授，松山湖材料實驗室蔡樂娟副研究員，南京工程學院張宇講師為論文共同通訊作者。都柏林圣三一大學Valeria Nicolosi教授，中科院深圳先進技術研究院商健副研究員參與了本項研究。研究得到了國家自然科學基金項目、重點實驗室開放課題、中央高?；究蒲袠I(yè)務費等項目資助。

全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202504993.