检测到您的浏览器版本过低，可能导致某些功能无法正常使用，建议升级您的浏览器，或使用推荐浏览器 Google Chrome 、Edge、Firefox 。 X
一、技术前沿
2023年4月19日，马里兰大学Qi Dong等在《Nature》上发文，称其提出了一种无催化剂、远离平衡的热化学解聚方法，该方法可以通过热解从商品塑料（聚丙烯 (PP) 和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)）中生成单体。该团队提出的技术主要通过两个特征实现：(1) 空间温度梯度； (2) 时间加热曲线。空间温度梯度通过使用多孔碳毡的双层结构实现，其中顶部电加热层产生热量并将热量向下传导到下面的反应器层和塑料。所产生的温度梯度促进塑料在遇到穿过双层的升高温度时的连续熔化、芯吸、蒸发和反应，从而实现高度解聚。同时，通过顶部加热器层的脉冲电流会产生一个时间加热曲线，该曲线具有周期性的高峰值温度（例如，约 600 °C）以实现解聚，但瞬态加热持续时间（例如，0.11 秒）可以抑制不需要的副反应。使用上述技术，该团队将 PP 和 PET 分别解聚成其单体，产率分别约为 36% 和 43%，这种电气化时空加热 (STH) 方法可能为全球塑料垃圾问题提供解决方案。
图1 马里兰大学塑料解聚电气化时空加热 (STH)系统
二、技术进展
解聚技术被认为是一种很有前景的新技术，国内外科学家针对其解聚机制进行了研究，以提升其在废塑料循环中的产业化效率。
1、非催化热解
热解
印度石油研究所Kohli,Kirtika等使用热解结合气相色谱/质谱 (Py-GC/MS) 技术对废料进行了研究，其进行非催化热解实验，在 600 °C 的温度下进行，停留时间为 5 分钟，结果表明，热反应比催化反应具有更高的单体和低聚选择性。
水热和溶剂热液化
江西师范大学Liu,Yixin等在水热和溶剂热液化条件下有效解聚聚乙烯塑料废物，其研究了不同液化方法（水热液化 (HTL)、离子液体催化 HTL 和溶剂热液化 (STL)）对产品馏分（油产品、固体残渣和气体）产率和油产品性质的影响，其中STL方法中获得的油样的 HHV(43.28–43.83 MJ/kg) 与汽油 (HHV - 43.4 MJ/kg) 相当。其研究表明，在热液化中，溶剂和原料的溶剂分解反应水平较低，因此解聚反应主要遵循热裂解，主要反应途径是热处理过程中PE分子的随机断裂，通过自由基机制发生低水平的聚合、环化和自由基重组反应。
佛罗里达理工学院Saha,Nepu等研究了使用甲苯作为溶剂的一步式溶剂热液化（STL）如何降解难以回收的废物塑料，其将三种不同塑料废物，即聚丙烯、聚苯乙烯和聚氨酯，以及它们的等量混合物（按重量计，此处也称为混合塑料废物）在 7 mL 压力罐中用甲苯在 300、350 和 400 °C 下溶剂热液化 3、6 和 9 小时，以分别确定温度和时间的影响。结果表明STL转化率随反应温度和时间的升高而增加，总的来说，观察到混合塑料废物对降解产物具有协同效应。
2、催化热解
锆催化
巴黎萨克莱大学Kobylarski,Marie等使用锆催化，该催化剂通过氢化物试剂与有机底物反应形成的 [Zr]-X 中间体的进而开发，最终得到Zr(H)Cl作为催化剂，其开发的该技术可用于解聚各类聚酯塑料。
Zn(OAc)催化
里斯本大学Fernandes,Ana C.等使用环保、空气稳定、市售且非常便宜的Zn(OAc)催化剂解聚聚酯废物，其发现硅烷/Zn(OAc) 体系可成功应用于克级聚己内酯 (PCL) 的还原，产率良好，也可用于选择性还原解聚的塑料混合物。
回收&蒸汽裂解装置整合
德国Seitz,Mathias等对间歇式回转窑反应器中聚乙烯 (PE-HD) 催化裂解影响的关键影响成分（聚酰胺 6）进行了研究，并提出了将化学回收整合到蒸汽裂解装置中的具有成本效益的概念。
参考文献：
1. Qi Dong, et al. Nature. 2023, 616: 488–494
2. Kohli, Kirtika, et al. Energies, 2022, 15(23):8821
3. Liu, Yixin, et al. Chemical Engineering Journal, 2022, 446, DOI: 10.1016/j.cej.2022.137238
4. Saha, Nepu, et al. Energy Conversion and Management: X, 2022, 13, DOI: 10.1016/j.ecmx.2021.100158
5. Kobylarski, Marie, et al. Green Chemistry, 2022, 24(18): 6810-6815
6. Fernandes, Ana C. ChemSusChem, 2021, 14(19): 4228-4233
7. Seitz, Mathias, et al. Chemie-Ingenieur-Technik, 2022, 94(5): 720-726
