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为解决废 PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）回收利用率低的问题，研究人员开发接力催化体系，通过 Pd/C 与 Cu-MnOx-ZrO2催化剂物理混合及双温策略，实现醇化废 PET 转化为高价值 CHDM（1,4 - 环己烷二甲醇）， kettle 反应器中 DMT 转化率达 92.6%，固定床反应器 PET 达 85.7%，助力塑料闭环循环。
塑料在日常生活中应用广泛，PET 作为最常见的聚酯塑料，全球年产量高达 7000 万吨且年增长率超 4%，但废 PET 回收率仅 9%，大量废弃物造成资源浪费与环境压力。如何高效回收利用废 PET、实现塑料闭环循环成为亟待解决的难题。在此背景下，国内研究团队针对废 PET 升级转化开展研究，旨在开发高效催化体系将其转化为高附加值化学品，为塑料循环经济提供新路径。
为攻克废 PET 回收瓶颈，国内研究人员开展了以 “高效接力催化体系升级废聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料” 为主题的研究，相关成果发表在《Applied Catalysis B: Environment and Energy》。研究通过设计新型催化体系与工艺，成功将醇化废 PET 转化为高价值的 CHDM（1,4 - 环己烷二甲醇），为废塑料增值利用提供了关键技术支撑。
研究主要采用以下关键技术方法：
- 催化剂制备：通过浸渍法制备 5% Pd/C 催化剂，将 PdCl2 precursor 溶于水并经 HCl 溶解后，与活性炭混合、搅拌、干燥，再经 H2还原得到；同时制备 CuMn-x（Cux+1MnxZr1，x=0,1,3,6）系列催化剂。
- 催化反应：采用 kettle 反应器和固定床反应器系统，通过双温策略（先 200°C 氢化苯基，再 230°C 氢化酯基）及催化剂分段负载策略进行串联氢化反应。
- 催化剂表征：利用 X 射线衍射（XRD）对催化剂晶体结构进行分析，考察 Pd/C 中钯的价态及 CuMn-x 催化剂结构特征。
合成与表征
研究制备了 5% Pd/C 及 CuMn-x 系列催化剂。5% Pd/C 通过浸渍法制备，经 H2还原后，钯主要以金属态存在。CuMn-x 催化剂中，Mn 的引入构建了 Cu-O-Mn 界面，提升了氧空位浓度及 Cu+/Cu0比例，有利于酯基氢化反应。XRD 分析显示，不同 x 值的 CuMn-x 催化剂呈现出特定的晶体结构特征，其中 CuMn-3 表现出最优催化性能。
接力催化体系构建
研究设计了由 Pd/C 与低酸度 Cu-MnOx-ZrO2催化剂组成的物理混合体系，用于串联氢化芳香基团与酯基。通过双温策略，利用 Pd 与 Cu 催化剂对温度的敏感性差异，先在 200°C 下由 Pd/C 催化芳香环氢化，再升温至 230°C 由 CuMn-3 催化酯基氢化，减少了两种氢化反应的动力学竞争，抑制了氢解（HDO）副反应的发生。在 kettle 反应器中，以 DMT（对苯二甲酸二甲酯）为模型底物，该体系实现了 92.6% 的 CHDM 产率；在固定床反应器中处理废 PET，CHDM 产率达 85.7%。
催化性能优化
对比不同 CuMn-x 催化剂发现，Mn 的掺入显著提高了 CHDM 选择性。当 x=3 时，CuMn-3 催化剂因优化的 Cu-O-Mn 界面结构，增强了对酯基氢化的催化活性，同时抑制了过度氢解反应。双温策略的应用有效调控了反应路径，先完成芳香环氢化再进行酯基氢化，避免了芳香环存在对酯基氢化的干扰，进一步提升了目标产物收率。
研究结论表明，该接力催化体系通过催化剂合理设计与双温工艺优化，成功实现了废 PET 向高价值 CHDM 的高效转化，为废塑料闭环循环提供了可行方案。Cu-O-Mn 界面的构建及双温策略的应用是提升催化性能的关键，不仅抑制了副反应，还实现了串联反应的高效协同。该研究为塑料回收领域提供了新的技术范式，有望推动废塑料增值利用的工业化进程，助力解决塑料污染问题，促进循环经济发展。研究成果不仅展示了催化技术在资源回收中的重要作用，也为其他高分子废弃物的高效转化提供了借鉴思路。
