温和溶解-沉淀预处理结合酶解技术实现涤棉混纺织物的闭环回收

为解决涤棉混纺织物（PCB）因化学性质差异和结构交织导致的回收难题，研究人员开发了室温溶解-沉淀预处理与酶解联用技术。通过选择性溶解分离聚酯（PET）并调控其结晶度至7.8%，显著加速酶解效率；棉纤维同步转化为葡萄糖。该研究为PCB闭环回收提供了绿色高效的新策略，推动纺织废弃物资源化。

　　

随着全球纺织纤维产量突破1.24亿吨且持续增长，废弃涤棉混纺织物（PCB）的回收压力日益严峻。PCB中聚酯（PET）与棉纤维的化学性质差异和物理交织导致传统物理回收只能降级利用，而化学回收需高温处理（>260°C）易损伤棉纤维。法国Carbios公司虽已实现低结晶度PET的工业化酶解，但高结晶度（>50%）PET需熔融挤出预处理，而PCB中棉纤维在高温下会碳化。这一矛盾成为制约PCB绿色回收的关键瓶颈。

针对这一难题，中国国家自然科学基金和江苏省合成生物学基础研究中心支持的研究团队在《Polymer Degradation and Stability》发表论文，提出室温溶解-沉淀预处理结合酶解的新策略。通过六氟异丙醇（HFIP）选择性溶解PCB中的PET，调控溶液浓度获得纳米级低结晶度（7.8%）PET颗粒；棉纤维经纤维素酶水解为葡萄糖，最终实现不同比例/颜色PCB的全组分回收。

关键技术包括：1）基于溶剂极性筛选的PET选择性溶解；2）抗溶剂沉淀法调控PET颗粒形貌与结晶度；3）LCC^ICCG酶（源自叶堆肥宏基因组库的角质酶变体）催化PET解聚；4）纤维素酶体系转化棉纤维。

材料与方法
研究选用市售白色/蓝色PCB（65/35和80/20比例），通过HFIP溶解-沉淀分离PET，系统考察溶液浓度对回收率、粒径及结晶度的影响。采用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）表征材料特性，使用LCC^ICCG酶和纤维素酶分别解聚PET与棉纤维。

结果与讨论
溶解-沉淀过程显示：PET浓度升高导致颗粒粒径增大（纳米至微米级）和结晶度上升（7.8%-15%）。低结晶度PET在10小时内酶解效率达90%，显著优于熔融挤出法。棉纤维转化率>95%，验证了该技术对实际PCB（含染料添加剂）的普适性。

结论
该研究突破PCB回收的预处理瓶颈：1）室温溶解避免棉纤维热降解；2）纳米级PET颗粒的高比表面积加速酶解动力学；3）闭环回收路线同时产出TPA（对苯二甲酸）、EG（乙二醇）和葡萄糖单体。团队负责人Xiaoli Zhou和Weiliang Dong指出，该方法为混合纺织废弃物的资源化提供了可规模化的绿色解决方案。