【行业动态】北大破解混和废塑料高值回收难题
北京大学发布消息称,北京大学化学与分子工程学校马丁教授王蒙副研究员团队在磁共振识别下,率先开发了真正的混合废塑料正交转换策略,完成了真实生活混合塑料废物的高效高值化工产品定向增值转换。研究成果于6月26日在《自然》中(Nature)杂志刊发。
塑料的广泛应用和大规模抛弃也使其成为全球环境整治的难题之一。每年全球新增塑料产品产量超过4亿吨,具有强度高、性能稳定的优点。但由于其耐久性强、废弃后难以降解的特点,长期停留在自然环境中,造成严重的“白色污染”。
目前,塑料废物回收技术主要包括物理回收、热能回收和化学转换回收。其中,虽然化学转换回收具有回收废塑料中所有化学分子的巨大潜力,但目前正在开发的大多数化学回收路线只适用于特定的塑料结构。当化学转换回收过程中遇到真正的混合废塑料时,通常受到真正混合废塑料成分复杂、特性差异明显的限制,但缺乏通用性强、过程可控的转换路径。目前只有少数塑料制品完成了回收转换过程。
该研究结果通过固体磁共振二维技术准确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的分布,依托溶剂提取、光催化氧化、催化胺化、皂化、脱氢偶联、氢裂化等多步有机整合,逐步分离转化,最终产生多种高值化工产品。
从模型体系出发,研究团队制定了完善的识别和转换路线。然后,以20克来自人类生活的真实混合塑料废物样品为例,成功将聚乙烯、聚乳酸、聚氨酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、PET、苯甲酸、邻苯二甲酸酯、丙氨酸、乳酸、芳香胺盐、双酚AA酸、双酚AA酸、聚烯烃等多种塑料。、多种高值化学品,如苯二甲酸和C3-6烷烃。
这种方法具有很强的普遍性,适用于各种真实废物样本。进一步研究表明,这种策略也适用于印刷颜料、着色剂、增粘剂、生物质等杂质的复杂真实塑料废物样品,包括日常生活、石化企业、汽车维修、纺织等不同来源。
这项研究突破了长期困扰混合和塑料废物高值回收的技术瓶颈,提出了官能团识别 目标产品定向 正交反应路径设计的整体藕合方案,为复杂塑料废弃物的回收利用提供了全新的范式。
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