2025-09-07 14:02:24 7,622次浏览

  ■本报记者 储舒婷  全球塑料产业累计产量已突破100亿吨,其中约80%最终沦为垃圾,既造成巨量资源浪费,更引发全球性环境危机。 如何让难降解塑料真正“变废为宝”?  日前,华东师范大学化学与分子工程学院全重实验室张伟研究员团队,联合德国慕尼黑工业大学约翰内斯·勒彻尔教授、美国太平洋西北国家实验室李末顺教授等国际专家,在国际顶刊《科学》上发表突破性成果。 中外科学家们联手开发全球首创的室温催化转化技术,首次实现常温常压下将聚氯乙烯(PVC)与聚烯烃(PE、PP)等混合废塑料一步转化为高附加值燃油,转化效率超95%——这一新技术的出现,为破解塑料污染难题提供了全新的方案。   从石油炼制中获启示,实现三大颠覆性创新  作为全球最大的塑料生产与消费国,我国的废塑料治理形势尤为严峻。 数据显示,国内废塑料存量已突破10亿吨,年新增量逾6000万吨。 从成分看,PE、PP占比50%,PVC占比10%,这两类合计占比达60%,蕴含巨大回收潜力。 但长期以来,我国废塑料处理仍以填埋和焚烧为主,而填埋需占用大量土地且易造成土壤、地下水污染,焚烧则会释放二噁英等有毒物质,同时产生大量碳排放,环境风险显著。   此次论文的第一作者兼通讯作者张伟介绍,在这一背景下,塑料“升级回收”技术应运而生。 该技术通过化学转化,突破了传统回收的局限,不仅能够将废塑料转化为高附加值产品,为循环经济提供最具潜力的解决方案,还在缓解资源压力的同时,为塑料废弃物“变废为宝”开辟新纪元。   在业界,对含PVC的混合废塑料进行化学回收,一直面临重大技术挑战。 传统的“脱氯—裂解”两步法,通常先用脱氯剂去除氯元素,再通过高温裂解生成燃料或化学品。 但该工艺存在能耗高、成本大、脱氯不彻底导致催化剂中毒,以及油品收率低、残余氯超标等问题。 这些瓶颈严重限制了PVC废塑料在“双碳”目标下的高效资源化利用。   针对这一难题,张伟团队从石油炼制工艺中获得关键启示,创新性地提出了塑料低温催化转化的新策略。 传统石油加工包含两个核心步骤:高温催化裂化将重质油转化为轻质组分,以及低温烷基化反应提升油品质量。 研究团队巧妙地将这两个工艺原理融合,首次提出“塑料催化裂解—烷基化耦合反应”的全新概念,并开发出一步法转化技术。   该技术实现了三大颠覆性创新:其一,反应条件革新,将转化温度降至常温,能耗较传统工艺降低70%以上;其二,工艺集成创新,将脱氯、裂解、烷基化三步反应整合为单一过程,大幅简化流程;其三,资源协同利用,创造性采用石化副产物作为反应介质,实现“以废治废”,推动资源高效增值。   实验数据显示,该技术可将混合废塑料一步转化为高标号汽油,碳原子利用率超过95%。 这种“分子炼油”技术不仅大幅提升了塑料回收的经济性,也建立了完整的资源循环利用链条,为全球塑料污染治理提供了切实可行的解决方案。   从实验室到产业端,推动塑料污染治理  值得一提的是,在产业应用上,该技术与现有炼化工艺高度兼容,能耗低、设备简便、转化效率高,特别适合依托现有炼化设施推广。   张伟介绍,团队选择了一种名为离子液体的催化剂。 该催化剂不仅价格低廉、活性高、腐蚀性低,而且操作安全可靠,已在美国雪佛龙与中石油的工业烷基化装置中得到验证。 该技术利用离子液体,可将混合废塑料几乎完全转化为无氯的高品质燃料。 与传统高温裂解相比,新技术常温即可运行,安全环保,无有毒副产物,能有效阻断氯污染,转化为回收的氯化氢,溶于水即可生成无毒盐酸,从而兼顾资源利用与环境安全。   如今,使用该技术已能够“一站式”处理混合塑料,使每吨废塑料的价值从填埋或焚烧的负收益升为正收益,真正实现“变废为宝”。   值得一提的是,早在2023年,张伟以第一作者兼通讯作者身份在《科学》发表成果,但当时仅实现了PE、PP塑料的低温转化。 此次最新研究在此基础上进一步突破,不仅将更复杂的PVC废塑料纳入处理范围,还将反应温度降至常温,从而实现对超过60%废塑料的绿色高效回收。 【编辑:刘阳禾】

塑料“变废为油”转化效率超95%
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