近日，吉林大学材料科学与工程学院崔小强教授团队与香港城市大学Sai Kishore Ravi教授、阮晓文博士、江南大学焦星辰教授合作，在有机废物光重整领域发表重要综述文章。研究团队系统梳理了光重整与光电重整技术在废物资源化领域的最新进展与未来方向。相关研究成果以"Photoreforming and Photoelectroforming of Waste-Derived Feedstocks for Solar-Driven Production of Fuels and Chemicals"为题，于2026年7月20日发表于材料领域的顶级期刊《Advanced Materials》。

光重整与光电重整技术作为太阳能驱动废弃物高值化转化的两大前沿路径，正日益展现出将废弃原料转化为燃料及大宗化学品的巨大潜力，为构建可持续的能源与化工体系提供了重要支撑。相较于传统热化学过程与生物转化途径，该类技术可在温和反应条件下运行，直接利用太阳能活化复杂有机底物，兼具低碳排放与操作安全性优势。近年来，人工光合作用领域在催化剂分子工程、反应器设计与界面电荷动力学调控等方面取得了显著进展，有效提升了目标产物的选择性与整体能量转化效率。然而，体系中复杂的电荷转移动力学、多路径竞争性表面反应以及催化剂在长期运行中的结构不稳定性等基本科学问题，仍严重制约着对反应路径的精准调控和副反应的有效抑制。为突破上述瓶颈，亟需在三个关键维度上协同推进：一是通过理性催化剂设计优化光生电荷的体相分离与界面注入效率；二是精准调控固-液界面的氧化还原微环境以增强目标反应通道的选择性；三是开发新型光反应器构型，以协同提升光捕获效率、反应物传质速率与光子利用率。本综述系统梳理了光催化和光电催化在废物增值转化中的机理研究进展，深入剖析了制约性能提升的核心催化挑战；在此基础上，进一步评估了面向实际应用的工艺集成策略与放大过程所面临的关键工程难题，并对光重整技术在循环碳经济和可持续氢能体系中的未来发展方向作出了前瞻性展望。

基于对现有文献的系统分析，本综述归纳出提升光重整催化剂性能的六大类改性策略：助催化剂负载、多元异质结构筑（包括Type-II、Z型、S型与p-n型）、缺陷工程、杂原子掺杂、形貌调控，以及多策略协同耦合。值得注意的是，上述策略并非简单的平行罗列，而是呈现出清晰的递进与融合逻辑——从“单一维度强化”到“多维度协同增益”，催化剂设计的方法论正经历深刻转型。这一从“单参数优化”向“多策略系统集成”的范式跃升，不仅反映了研究者对光催化过程复杂性认知的深化，也为下一代高效、稳定、可放大的光重整催化体系的理性设计指明了方向。

本综述创新性地提出了废物光重整转化的“三级策略体系”：合成导向小分子转化（机理精准解析）→平台分子介导升级（中间体定向增值）→复杂废物直接转化（实际混合物资源化）。该体系以底物复杂度与产物选择性为核心坐标，为不同废物原料的转化路线选择提供了清晰的决策框架，标志着光催化废物增值从“个案研究”走向“系统分类设计”的范式升级。

此外，本综述前瞻性地描绘了未来城市“太阳能驱动—废物闭环—碳负排放”代谢网络蓝图：以智能垃圾分类与物联网物流实现废物的精准分质与输运，以分布式光重整装置为核心转化枢纽，将市政废物同步转化为能源与化学品，最终形成“废物—能源—化学品”闭环循环体系。该构想将城市废物管理、清洁能源生产与绿色制造纳入统一框架，为城市碳中和目标的实现提供了兼具科学前瞻性与系统集成度的技术路线图。

  该综述第一作者为吉林大学博士生孟德鹏与许明华，通讯作者为吉林大学崔小强教授、香港城市大学Sai Kishore Ravi教授和阮晓文博士、江南大学焦星辰教授。该工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划以及吉林省科技发展计划项目的资助。

  论文详情：Depeng Meng#, Minghua Xu#, Chunsheng Ding, Guozhen Fang, Xiaowen Ruan*, Xingchen Jiao*, Sai Kishore Ravi*, Xiaoqiang Cui*. “ Photoreforming and Photoelectroreforming of Waste-Derived Feedstocks for Solar-Driven Production of Fuels and Chemicals.” Advanced Materials (2026): e74030.

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.74030