聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）塑料（如塑料瓶、纺织品等）广泛应用于人类生产和日常生活，年产量达数千万吨。据统计，地球上有超过87亿吨塑料垃圾，到2060年将增至每年超过10亿吨。其中，PET是最丰富和常见的塑料产品，占总塑料的10%和全球固体废物的12%。然而，PET是一种传统的难生物降解塑料，其降解条件比聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯等可生物降解聚合物苛刻得多。废弃PET对环境有害，且因其顽固性而难以回收，因此成为亟待解决的全球性问题。

直接光重整废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）塑料为高附加值化学品是一种提高资源利用率的有效方法。然而，传统PET解聚方法主要采用强碱预处理（C_OH^-= 5-10 M）而且经常需要高温高压（＞150 ℃，＞2 MPa），复杂的反应条件极大阻碍了直接重整工艺，导致塑料升级效率低下且解聚和重整过程不连续。双核金属水解酶已被证明可通过邻近效应在温和条件下最大化加速水解过程，但由于其单功能性而无法实现进一步的重整反应。将双核金属水解酶和重整活性单元整合到共价有机框架（COFs）中将是解决上述问题的极具前景的方案。

对此，吉林大学的李激扬团队联合华南师范大学的兰亚乾团队通过引入双核模拟酶位点和水光解位点，开发了两种Robson型双金属基COFs（ZnZn-Salen-Ni COF和CuCu-Salen-Ni COF），以实现在温和碱性条件下无需化学预处理的PET直接光重整。研究人员构建了一个集成系统，该集成系统成功利用解聚产生的乙二醇中间体，一锅法用ZnZn-Salen-Ni COF促进高附加值化学品（甲酸，421.46 μmol g_cat^-1h^-1）和氢气（923.25 μmol g_cat^-1h^-1）的生产，并实现了0.125 g_PETg_cat^-1h^-1的总体比活度，PET光重整转化率接近100%。通过密度泛函理论DFT计算研究了PET解聚及中间体促进析氢的机理。该研究为合理设计和开发功能集成材料，将塑料废弃物升级为高附加值化学品，提供了新思路和可持续途径。

图1. COFs作为功能集成材料一锅法直接光重整PET机制示意图

该研究成果以“Binuclear Metal-Based Covalent Organic Framework Mimicking Metallohydrolases for Direct Photoreforming of PET Plastic”为题发表在Journal of the American Chemical Society上。吉林大学化学学院博士研究生秦铭浩为第一作者，吉林大学李激扬教授，华南师范大学兰亚乾教授、路猛研究员为共同通讯作者。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c08549