華東師范大學團隊在國際頂級期刊《科學》發(fā)文，為“塑料變燃油”提供新策略。

華東師范大學團隊在國際頂級期刊《科學》發(fā)文。 本文圖片均為“華東師范大學”微信公眾號

據(jù)“華東師范大學”微信公眾號消息，8月14日，華東師范大學化學與分子工程學院全重實驗室張偉研究員團隊在《科學》（Science）發(fā)表突破性研究成果。該團隊聯(lián)合國際專家，成功開發(fā)出全球首創(chuàng)的室溫催化轉化技術。

該技術首次實現(xiàn)了在常溫常壓條件下，將聚氯乙烯（PVC）和聚烯烴等難降解混合塑料廢棄物一步高效轉化為高附加值燃油，轉化效率超過95%。這一創(chuàng)新不僅攻克了含氯塑料回收的世界性難題，也為全球塑料污染治理提供了全新的解決方案。華東師范大學為該研究的第一完成單位，張偉研究員為第一作者兼通訊作者。

華東師范大學介紹，塑料已成為現(xiàn)代社會發(fā)展的重要基礎材料。隨著全球需求持續(xù)增長，塑料產量快速攀升，累計產量已突破100億噸，其中約80%最終成為垃圾，造成資源浪費并引發(fā)嚴重環(huán)境問題。我國作為全球最大的塑料生產與消費國，廢塑料治理形勢嚴峻。目前國內廢塑料存量突破10億噸，年新增量逾6000萬噸。從組分構成看，聚烯烴（PE、PP）占比50%，聚氯乙烯（PVC）占10%。這兩大類可塑料占比達六成，具有巨大的回收利用潛力。

然而，當前處理方式仍以填埋和焚燒為主，環(huán)境風險明顯。尤其是PVC，由于高氯特性，焚燒過程中易生成二噁英等有毒物質，對生態(tài)和人體健康構成嚴重威脅。在此背景下，塑料“升級回收”技術應運而生，該技術通過化學轉化突破了傳統(tǒng)回收的局限，能夠將廢塑料轉化為高附加值產品。但含PVC的混合廢塑料化學回收，仍面臨重大技術挑戰(zhàn)。

針對這一難題，張偉團隊從石油煉制工藝中獲得關鍵啟示，創(chuàng)新性地提出了塑料低溫催化轉化的新策略。傳統(tǒng)石油加工包含兩個核心步驟：高溫催化裂化將重質油轉化為輕質組分，以及低溫烷基化反應提升油品質量。研究團隊巧妙地將這兩個工藝原理融合，首次提出“塑料催化裂解—烷基化耦合反應”的全新概念，并開發(fā)出一步法轉化技術。

PVC塑料垃圾在室溫下轉化為高質量油品

華東師范大學透露，這項突破性技術實現(xiàn)了三大創(chuàng)新：一是反應條件革新，在常溫下即可完成轉化，能耗降低70%以上；二是工藝集成創(chuàng)新，將脫氯、裂解和烷基化三步反應整合為單一過程；三是資源協(xié)同利用，創(chuàng)造性地利用石化副產物作為反應介質，實現(xiàn)“以廢治廢”，實現(xiàn)廢塑料資源的高效增值利用。

實驗數(shù)據(jù)顯示，該技術可將混合廢塑料一步轉化為高標號汽油，碳原子利用率超過95%。這種“分子煉油”技術不僅大幅提升了塑料回收的經濟性，也建立了完整的資源循環(huán)利用鏈條，為全球塑料污染治理提供了切實可行的解決方案。

新型催化新路徑將廢棄塑料低溫轉化成燃料

在技術設計上，團隊高度關注工業(yè)化可行性，選擇了一種名為離子液體的催化劑。該催化劑不僅價格低廉、活性高、腐蝕性低，而且操作安全可靠，已在美國雪佛龍與中石油的工業(yè)烷基化裝置中得到驗證。該技術利用離子液體可將混合廢塑料幾乎完全轉化為無氯的高品質燃料。與傳統(tǒng)高溫裂解相比，新技術常溫即可運行，安全環(huán)保，無有毒副產物，能有效阻斷氯污染，轉化為回收的氯化氫，溶于水即可生成無毒鹽酸（人體胃酸的主要成分），從而兼顧資源利用與環(huán)境安全。

在產業(yè)應用上，該技術與現(xiàn)有煉化工藝高度兼容，能耗低、設備簡便、轉化效率高，特別適合依托現(xiàn)有煉化設施推廣。

值得一提的是，早在2023年，張偉研究員以第一作者兼通訊作者身份在《Science》發(fā)表成果，但當時僅實現(xiàn)了聚烯烴塑料的低溫轉化。此次最新研究在此基礎上進一步突破，不僅將更復雜的PVC廢塑料納入處理范圍，還將反應溫度降至常溫，從而實現(xiàn)對超過60%廢塑料的綠色高效回收。