聚酯塑料凭借其优越的耐化学腐蚀性和热稳定性，已成为包装、纺织、交通运输等行业的关键材料。其中，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）更占据全球市场份额的40%以上。然而，当前PET塑料的回收利用体系面临严峻挑战：研究显示，约80%的废弃PET最终进入填埋场或自然环境中，仅有约20%通过机械回收方式得以处理。并且，这种物理回收过程往往伴随着材料光学性能和机械强度的显著下降，严重限制了再生材料的应用价值。

为突破这一瓶颈，近年来研究者提出了基于电化学氧化的升级回收策略，将PET水解产物乙二醇在阳极转化为高附加值乙醇酸，为实现PET的高值化利用提供了新思路。然而，该工艺仍存在局限性：阳极乙二醇氧化反应必须与阴极析氢反应配对进行，后者产物（氢气）的经济价值偏低，影响了整体工艺的经济性。无独有偶，在生物质转化领域也存在类似困境。虽然草酸可通过阴极电还原高效转化为乙醇酸，但传统工艺中该反应需与动力学过程受限且低经济价值的析氧反应耦合，严重制约了其工业化应用潜力。

近日，南京农业大学邱博诚教授研究团队创新性地设计了一种配对电解系统，通过协同耦合阳极乙二醇氧化与阴极草酸还原反应，实现了在阴阳两极同时合成高价值化学品乙醇酸，为资源循环利用提供了新的解决方案。该配对电化学反应成功运行得益于具有强CO耐受性的PdBi合金阳极和温度响应型TiO₂阴极的设计。通过理论计算与实验研究阐明了其作用机制：合金化策略使Pd的d带中心下移，削弱了毒化物种在活性位点的过度键合，显著提升乙二醇氧化生成乙醇酸反应的活性与稳定性。同时，TiO₂阴极通过温度调控（70°C）抑制了中间体乙醛酸的解吸，促进其深度还原为乙醇酸。在70 °C下构建的双电极体系中，该配对系统实现了乙醇酸总法拉第效率达182%。本研究为塑料和生物质废弃物的协同高值化转化提供了高效、低耗的新策略。

Concurrent Production of Glycolic Acid via Anode Valorization of Plastic Paired With Cathode Upcycling of Biomass Derivative

Sailei Kang, Wenfang Yuan, Dr. Xuyun Guo, Dr. Yu Zhang, Dr. Jian Shang, Peinuo Yang, Yingxin Ma, Prof. Valeria Nicolosi, Dr. Lejuan Cai, Prof. Bocheng Qiu

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202504993