我国科学家破解混合废塑料高值化回收难题

北京大学发布消息称，北大化学与分子工程学院马丁教授-王蒙副研究员团队领衔开发出核磁共振识别下的真实混合废塑料正交转化策略，实现了面向真实生活混合塑料废弃物的高效、高值化学品定向升值转化。该研究成果6月26日在《自然》（Nature）杂志刊发。

塑料的广泛使用和大规模遗弃也使其成为全球性环境治理难题之一。每年全球新增塑料制品产量超过4亿吨，具有强度高，稳定性好的优点，但在废弃后却因具有耐久性强、难降解的特性，长期滞留于自然环境中，造成严重“白色污染”。

当前，塑料废弃物回收技术主要包括物理回收、热能回收及化学转化回收三类。其中化学转化回收虽具有回收废塑料中所有化学元素，并加以高值化的巨大潜力，但大多数当前正在研发的化学回收路线仅适用于特定的塑料结构。当化学转化回收过程遇到真实混合废塑料时，往往受限于真实混合废塑料成分复杂、性质差异显著，而缺乏通用性强、过程可控的转化路径，目前只在少数塑料制品完成了回收转化过程。

该研究成果以固态核磁共振的二维技术精准识别混合塑料中的酯键、芳香环、氯代烷烃、烷基链等关键官能团分布，进而针对性设计正交化学反应路径，依托溶剂萃取、光催化氧化、催化胺化、皂化、脱氢偶联及加氢裂解等多步骤有机整合，逐级分离转化，最终联产多类高值化学品。

研究团队从模型体系出发，设计了完备的识别和转化路线。继而以20克来自人类生活的真实混合塑料废弃物样品为例，成功将聚苯乙烯、聚乳酸、聚氨酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、PET、聚烯烃等多类塑料，正交分级转化获得苯甲酸、邻苯二甲酸酯、丙氨酸、乳酸、芳香胺盐、双酚A、对苯二甲酸及C3-6烷烃等多种高值化学品。

该方法普适性强，适配多种真实废弃物样本。进一步研究显示，该策略对来自日常生活、石化企业、汽车维修、纺织工业等不同来源的包含印刷颜料、染色剂、增塑剂、生物质等杂质的各种复杂真实塑料废弃物样品同样适用。

该研究突破了长期困扰混合塑料废弃物高值化回收的技术瓶颈，提出了官能团识别+目标产物定向+正交反应路径设计的整体耦合方案，为复杂塑料废弃物回收利用提供了全新范式。