聚酯塑料因其优异的耐化学性和热稳定性，被广泛应用于包装、纺织和交通运输等领域，其中聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的市场占比超过40%。然而，当前PET塑料的回收处理面临严峻挑战：约80%的废弃PET被填埋或直接排入自然环境，仅有约20%通过机械回收方式处理，但物理回收方式往往导致材料的光学和力学性能显著劣化。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，该工艺存在固有局限性：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可行性。与此同时，虽然生物质衍生的草酸可通过阴极电还原生成乙醇酸，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。
针对上述问题，我校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。该研究工作以“Concurrent Production of Glycolic Acid via Anode Valorization of Plastic Paired with Cathode Upcycling of Biomass Derivative”为题，发表在化学类顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》。
本研究提出了一种配对电解工艺概念，通过阳极塑料衍生乙二醇氧化与阴极生物质衍生草酸还原耦合以实现高附加值化学品乙醇酸的联产。该工艺通过开发具有强CO耐受性的PdBi合金阳极和温度响应型TiO₂阴极得以实现，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。
该研究以南京农业大学博士研究生康赛蕾、硕士研究生袁文芳、都柏林圣三一大学郭旭耘博士为共同第一作者，南京农业大学邱博诚教授，松山湖材料实验室蔡乐娟副研究员，南京工程学院张宇讲师为论文共同通讯作者。都柏林圣三一大学Valeria Nicolosi教授，中科院深圳先进技术研究院商健副研究员参与了本项研究。研究得到了国家自然科学基金项目、重点实验室开放课题、中央高校基本科研业务费等项目资助。
全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202504993.
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