塑料不可持续的线性经济模式不仅导致有限化石资源的快速消耗,而且造成过量碳排放和塑料垃圾等严峻的全球共性环境问题。针对塑料从生产制造、使用到废弃生命周期中的问题和需求,发展化学回收到聚合单体和高附加值化学品的新反应和新方法,形成解聚、回收与高值化利用技术,具有重要的社会经济价值(图1)。


图1. 塑料循环经济的发展需求
研究中心以C-X材料化学键选择性活化与重组的科学问题为核心,进行应用基础性研究,期望实现C-X材料定向解聚、高效回收与高值化利用(图2)。

图2. C-X循环材料的催化解聚研究思路
通过催化剂源头创新,设计合成了新型高效、高选择性的解聚催化剂,系统研究了聚乳酸(PLA)、聚碳酸酯(BPA-PC)、聚己内酯(PCL)、聚-β-羟丁酸(PHB)、聚乙交酯(PGA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等塑料的催化解聚反应,通过发展“新型醇解”、“降解产物促进胺解”、“顺序转酯化”、“解聚再聚合”等策略,实现了塑料解聚至初始单体、高附加小分子及新聚合物(Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202504819; Green Chem. 2022, 24, 2321; Green Chem. 2023, 25, 952; Chinese Chem. Lett. 2023, 34, 108158; Macromolecules 2023, 56, 10143; Macromolecules 2022, 55, 1726; ACS Sustainable Chem. Eng. 2022, 10, 9860; ACS Sustainable Chem. Eng. 2022, 10, 4529; ACS Sustainable Chem. Eng. 2020, 8, 18347)。构建了C-X材料可控解聚的绿色循环利用体系,推动了塑料废弃物循环经济的应用基础性研究。

图3. 代表性文章
通过催化解聚技术创新,突破了PLA、PC、PET、PA6等塑料化学解聚回收到聚合单体和高附加值化学品的中试关键技术,自主建设完成千吨级解聚循环利用平台,2025年“聚乳酸循环解聚千吨级工业化示范”通过石化联合会组织的72小时现场连续运行考核和项目标定考核会。相关解聚技术正在进行产业化推广。已申请发明专利40余项,授权发明专利15项,PCT专利1项,其中专利ZL202010877970.5实现了成果转化,许可企业进行全国首台套百吨级聚乳酸解聚中试示范。

图4. 代表性专利及工程化平台
