废弃塑料的不当处理会造成严重的土壤、大气和水体污染,也是石化资源的显著浪费。将塑料废弃物视为一种碳资源,发展从废弃聚酯制备高价值化学品的高效策略,是实现可持续发展的重要手段。近年来,通过催化氢解法将聚酯转化为高价值化学品,因原子经济性高,产物种类丰富成为了新的发展方向。
中国科学院宁波材料技术与工程研究所谢银君研究员课题组撰写评述文章,以聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 为主要对象,综述了近十年来催化氢解聚酯直接制备高价值化学品的研究进展。
以催化氢解过程中化学键的转化方式作为根据进行分类,包括碳−氧(C−O)键完全氢解、酰−氧(C
acyl
−O)键氢解和烷−氧(Calkoxy
−O)键氢解,阐明了催化剂、反应条件、反应产物及选择性之间的相互关系助力。总结当前废弃聚酯转化为高值化学品的进展和局限,未来的发展趋势和关键难点,为塑料循环经济的发展探索新的方案。
图文导读
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图1 化学法回收聚酯. (a) 常见聚酯结构及其化学降解法. (b) PET催化氢解化学键的选择性
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图2 催化氢解PET碳氧(C−O)键生成芳(烷)烃及相关催化剂. (a) 反应条件与PET氢解选择性. Cu/SiO2(干燥)(b)、Cu/SiO2(还原)(c)、CuNa/SiO2(干燥)(d)和CuNa/SiO2(还原)(e)的透射电子显微镜(TEM)图像
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图3 催化氢解PET酰氧(C
acyl−O)键生成二醇. (a) PET直接氢解.(b) PET的醇解-氢解接力. (c) PET的连续加氢氢解
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图4 RuMo/TiO2双原子催化聚酯氢解。(a) 催化氢解PLA酰氧(Cacyl−O)键生成二醇.(b) Ru4Mo1/TiO2的TEM图像. (c) Ru4Mo1/TiO2的EDS图像. (d) Ru4Mo1/TiO2的AC HAADF-STEM图像. (e)~(j) XAFS结构表征
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图5 聚酯Calkoxy−O断裂制备二酸和烯(烷)烃. (a) 催化氢解PET制备对苯二甲酸和碳氢化合物反应条件. (b) C/MoO2催化氢解机理图. (c) Hf(OTf)4、Pd/C复合催化体系氢解机理图
文章信息
边文格,徐向超,白培志,等.聚酯催化氢解研究进展 . 科学通报, 2025, 70 (18): 2838-2848.
https://doi.org/10.1360/TB-2024-0996
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