塑料重量轻，但耐用、坚韧且使用寿命长，这使其成为众多社会依赖的应用和行业的理想材料。然而，大多数塑料不易分解，从而导致环境问题，堆积如山的塑料垃圾威胁着野生动植物和生态系统，还对海洋产生了广泛污染。
通过化学催化，将塑料废弃物转化为有价值的化学品和燃料，是一个很有前景的解决方案。然而，现实生活中的塑料往往是混合物，其成分和结构具有多样性，对这些混合塑料废弃物进行回收或升级再造，显然颇具挑战性。
2025 年 6 月 25 日，北京大学化学与分子工程学院马丁教授、王蒙副研究员及中国科学院大连化学物理研究所徐舒涛研究员作为共同通讯作者，在 Nature 期刊发表了题为：In-line NMR guided orthogonal transformation of real-life plastics 的研究论文。
该研究提出了一种创新方法，能够将 8 种常用塑料的废弃混合物转化为其原始化学成分或其它有价值的化合物，为废弃塑料混合物的化学回收这一现实世界难题提供了新的解决思路。
在这项新研究中，研究团队提出一种以产品为导向的新策略，利用塑料混合物中不同官能团反应性的正交性来生成有价值的产物。这种方法首先要精确识别混合物中的官能团，从而确定其中存在哪些塑料，这看起来似乎很简单，但实际远非如此。研究团队开发了一种固态核磁共振（NMR）方法解决了这个问题，而且该方法能够被轻松使用。一旦确定了塑料混合物中具有有哪些塑料，接下来就是设计一个多步骤工艺流程，将这些混合物中的特定成分转化为有价值的产物。
研究团队通过识别能选择性溶解 8 种塑料中一种或多种的溶剂来实现这一目标，从而将这些材料从混合物中分离出来。随后，利用催化过程将分离出的塑料转化为有有价值的产物。
一种化学回收混合塑料的通用方法
研究团队使用聚苯乙烯（PS）、聚乳酸（PLA）、聚氨酯（PU）、聚碳酸酯（PC）、聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）这 8 种生活中常用的塑料材质的废弃混合物，来证明上述策略的可行性和有效性。这些塑料混合物具有多样的物理和化学性质，通常会难以直接回收利用。
研究团队从 20 克由聚苯乙烯泡沫塑料、聚乳酸吸管、聚氨酯管、聚碳酸酯口罩、聚氯乙烯塑料袋、聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料瓶、聚乙烯塑料滴管和聚丙烯塑料瓶组成的实际塑料混合物中，我们分离出了 8 种以上的化学物质：1.3 克苯甲酸、0.5 克增塑剂、0.7 克丙氨酸、0.7 克乳酸、1.4 克芳香胺盐、2.1 克双酚A、2.0 克对苯二甲酸和 3.5 克 C3-C6 烷烃。
值得一提的是，该研究中所报道的化学反应都不是新的，但该研究的关键创新在于设计出了一种通用策略，解决了如何对塑料混合物进行化学回收这一现实世界中的难题。这一策略的妙处在于，对塑料混合物中主要成分的初步识别能够使后续的化学步骤得以调整，从而最大限度地提高回收的整体效率（或者在不需要时完全省去这些步骤）。
总的来说，这项研究揭示了根据复杂塑料混合废弃物的化学性质设计转化策略的潜力，并为处理塑料混合废弃物开辟了新途径。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09088-7
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