有机硫化合物是化学工业和生命科学中的重要构建单元，其中羟甲基磺酸盐（HMS）作为典型有机硫化合物，广泛应用于电镀、医药合成、食品添加剂、农资及橡胶材料等领域。当前工业合成HMS主要依靠甲醛与亚硫酸盐的亲核加成，但是原料甲醛源自化石能源且毒性较强，同时甲醛易聚合生成多聚甲醛，造成管道堵塞、生产中断。因此，发展绿色高效、可持续的新型HMS合成路线，具有重要研究意义与实际应用价值。
光催化技术具有绿色、温和的反应特性，可在常温常压下原位活化生成氧化还原活性物种，为精细化学品的绿色合成提供了新的路径。在前期工作中，中国科学院理化技术研究所光化学转换与合成中心陈勇研究员团队以废弃塑料和氨分别作为碳源和氮源，通过光催化C─N偶联反应制备了氨基酸（Angew. Chem. Int. Ed.2024, 63, e202401255）和甲酰胺（Angew. Chem. Int. Ed.2025, 64, e202513991）。
近日，团队以废弃PET与SO2废气为原料，在光照条件下成功将废弃PET衍生的乙二醇高效转化为HMS和氢气。研究人员设计了Cu1/TiO2光催化剂，在365 nm光照条件下，HMS生成速率约为2.31 mmol gcat-1 h-1，氢气生成速率约为4.36 mmol gcat-1 h-1。原位谱学表征结果证实单原子Cu位点选择性捕获光生电子，显著提升光生电子-空穴对的分离与转移效率，有效增强催化活性。电子顺磁共振与密度泛函计算进一步揭示了反应路径：光生空穴氧化乙二醇与亚硫酸根离子，生成的自由基物种间发生C─S偶联反应，最终生成HMS。该工作不仅为有机硫化合物的合成提供了新的合成策略，同时也为废旧塑料的高附加值转化开拓了新途径，丰富了PET升级回收产物谱系。
相关研究成果以Solar-Driven Photocatalytic C─S Coupling for Organosulfur Synthesis Via Upcycling SO2 and Plastic Waste为题发表在Angew. Chem. Int. Ed.期刊上，文章的第一作者为理化所博士研究生梁奕飞，通讯作者为刘福来副研究员和陈勇研究员。研究工作得到了国家自然科学基金委、中国科学院-香港大学新材料联合实验室的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.1777088
光重整废弃PET塑料制备羟甲基磺酸盐
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