北大破解混合廢塑料高值化回收難題

北京大學發布消息稱，北大化學與分子工程學院馬丁教授-王蒙副研究員團隊領銜開發出核磁共振識別下的真實混合廢塑料正交轉化策略，實現了面向真實生活混合塑料廢棄物的高效、高值化學品定向升值轉化。該研究成果6月26日在《自然》（Nature）雜志刊發。

塑料的廣泛使用和大規模遺棄也使其成為全球性環境治理難題之一。每年全球新增塑料制品產量超過4億噸，具有強度高，穩定性好的優點，但在廢棄后卻因具有耐久性強、難降解的特性，長期滯留于自然環境中，造成嚴重“白色污染”。

當前，塑料廢棄物回收技術主要包括物理回收、熱能回收及化學轉化回收三類。其中化學轉化回收雖具有回收廢塑料中所有化學元素，并加以高值化的巨大潛力，但大多數當前正在研發的化學回收路線僅適用于特定的塑料結構。當化學轉化回收過程遇到真實混合廢塑料時，往往受限于真實混合廢塑料成分復雜、性質差異顯著，而缺乏通用性強、過程可控的轉化路徑，目前只在少數塑料制品完成了回收轉化過程。

該研究成果以固態核磁共振的二維技術精準識別混合塑料中的酯鍵、芳香環、氯代烷烴、烷基鏈等關鍵官能團分布，進而針對性設計正交化學反應路徑，依托溶劑萃取、光催化氧化、催化胺化、皂化、脫氫偶聯及加氫裂解等多步驟有機整合，逐級分離轉化，最終聯產多類高值化學品。

研究團隊從模型體系出發，設計了完備的識別和轉化路線。繼而以20克來自人類生活的真實混合塑料廢棄物樣品為例，成功將聚苯乙烯、聚乳酸、聚氨酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、PET、聚烯烴等多類塑料，正交分級轉化獲得苯甲酸、鄰苯二甲酸酯、丙氨酸、乳酸、芳香胺鹽、雙酚A、對苯二甲酸及C3-6烷烴等多種高值化學品。

該方法普適性強，適配多種真實廢棄物樣本。進一步研究顯示，該策略對來自日常生活、石化企業、汽車維修、紡織工業等不同來源的包含印刷顏料、染色劑、增塑劑、生物質等雜質的各種復雜真實塑料廢棄物樣品同樣適用。

該研究突破了長期困擾混合塑料廢棄物高值化回收的技術瓶頸，提出了官能團識別+目標產物定向+正交反應路徑設計的整體耦合方案，為復雜塑料廢棄物回收利用提供了全新范式。