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回收再利用是人类解决全球塑料垃圾问题的重要方案之一。其中，大部分的塑料垃圾在再被回收后仍会被制成塑料产品。不过，科学家们也一直在探索不同的方法来将其转化为更有价值的产品。

近期，东京都市大学（Tokyo Metropolitan University）的一组研究人员在这方面就取得了新的突破。他们发现，支撑在氧化锆表面的金纳米粒子可以将生物质和聚酯等废料变成有机硅烷化合物，这是一种可用于各种应用的宝贵化学品。

最新研究成果已于近期发表在了《美国化学会志》（JACS）上。据称，这是一种更环保、要求更低的废物升级改造方法，利用了金纳米粒子和氧化锆载体的两性（酸和碱）性质之间的“合作”。

事实上，该团队一直都在致力于将塑料和生物质转化为有机硅烷，它是一种连接有硅原子的有机分子，形成碳硅键。具体而言，有机硅烷是高性能涂料的宝贵材料，也是生产药品和农用化学品的中间体。

然而，硅原子的添加往往涉及对空气和水分敏感的试剂，需要高温，更不用说苛刻的酸性或碱性条件可能使转换过程本身成为环境负担。不过现在，该团队已经突破了这一瓶颈。

据悉，他们应用了一种混合催化剂材料，该材料由支撑在氧化锆载体上的金纳米颗粒组成。这种催化剂采用醚基和酯基，这两种基团在塑料（如聚酯）和生物质化合物（如纤维素）中都很丰富，可以帮助它们与一种被称为二硅烷的含硅化合物发生反应。然后只需微微加热，他们就成功地在酯或醚基所在的地方创建了有机硅烷基团。

通过对机理的详细研究，研究小组发现，金纳米颗粒与载体的两性（碱性和酸性）性质之间的合作，是在温和条件下原料有效、高产转化的原因。

鉴于塑料垃圾处理通常需要燃烧或苛刻的酸性/碱性条件，该工艺本身已经提供了一条在要求低得多的条件下分解聚酯的简便途径。而且，反应的产物本身也是有价值的化合物，可以用于新的应用。该团队希望，新工艺能构成了人类通往碳中和未来途径的一部分。

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