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。

(资料图片)

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。

标签：