聚乙烯废塑料温和可控降解研究取得重大突破

2016年06月21日11:55 来源：中科院上海有机所

中科院上海有机化学研究所黄正课题组和加州大学尔湾分校管治斌课题组合作，在聚乙烯废塑料降解研究中获重大突破，相关研究成果6月18日在线发表于《科学进展》。

塑料作为三大材料之一，在我们日常生活中扮演着及其重要的作用。但废塑料难以降解，易对环境造成污染，也被称为“白色垃圾”，已成全世界共同的难题。

聚乙烯是年产量最大的塑料产品，同时又是最惰性和稳定的高分子之一，相比较其它类型聚烯烃(如聚丙烯、聚苯乙烯)，更加难以降解。目前绝大部分的废塑料，主要通过填埋和燃烧的方法处理：前者占用土地资源，且易造成地下水污染;后者增加大气碳排放，并会造成大气污染。值得注意的是：在中国农村，许多地方将废塑料在露天环境下简单燃烧，造成有毒气体(二噁英等)的排放，具有较大的危害性。

研究人员利用交叉烷烃复分解催化策略，使用价廉量大的低碳烷烃作为反应试剂和溶剂(此类低碳烷烃在石油炼制中大量生成，不能作为燃油或天然气，使用价值非常有限)，通过与聚乙烯发生重组反应，有效降低聚乙烯的分子量和长度。在反应体系中低碳烷烃过量存在，可多次参与与聚乙烯的重组反应，直至把分子量上万、甚至上百万的聚乙烯降解为清洁柴油。

这种技术不仅可以降解几乎所有类型的聚乙烯，还能兼容商业级别聚乙烯中各种添加剂，并被证明适用于实际生活中多种聚乙烯废塑料。相比传统的高温裂解，黄正、管治斌等发展的方法具有反应条件温和，产物选择性高的优点。这一方法能够在较低温度下主要生成清洁的柴油。这一新方法产生的柴油只有碳、氢元素，燃烧时不会产生含硫、氮的污染物。至于聚乙烯蜡，则可作为添加剂，应用于聚烯烃加工领域。

黄正研究员告诉记者，已对这一科研成果申请专利。据悉，目前该团队正在发展更高效、成本更低的聚乙烯降解催化剂，为聚烯烃降解中试反应做积极准备。

中科院院士、上海有机化学所所长丁奎岭表示，这是一项十分具有挑战性的研究工作，所取得的阶段性成果为未来解决“白色污染”的资源化利用问题开辟了一个新的思路，提供了一种可能的途径。

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