催化甲醇解与单体分离技术实现混合聚酯闭环回收:推动净零生物塑料发展

【字体: 时间:2025年09月09日 来源:Nature Chemical Engineering

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  来自国际团队的研究人员针对化石基/生物基混合聚酯难以高效回收的难题,开发了温和条件下催化甲醇解(methanolysis)一体化反应体系,可同步降解PET(聚乙烯 terephthalate)、PLA(聚乳酸)、PBAT(聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯)和PBS(聚丁二酸丁二酯)等多种聚酯,结合活性炭吸附-结晶-蒸馏纯化工艺实现单体高收率(>90%)回收。技术经济与生命周期评估证实该工艺兼具经济可行性(成本降低20%)与碳减排优势(较原生生产减少CO2排放35%),为循环型低排放聚酯塑料产业化提供关键技术支撑。

  

这项突破性研究构建了混合聚酯废料的革命性处理方案——在单一反应器中,通过精密调控的催化甲醇解(methanolysis)反应,像"分子剪刀"般将顽固的PET(聚乙烯 terephthalate)、PLA(polylactic acid)、PBAT(polybutylene adipate terephthalate)和PBS(polybutylene succinate)聚合物链精准切断。反应在温和的80°C、常压条件下即可高效进行,告别了传统回收方法的高能耗痛点。

研究团队更设计出"四步纯化组合拳":活性炭像"分子海绵"吸附杂质,结晶操作如同"冬季湖面结冰"选择性析出单体,萃取和蒸馏工艺则扮演"分子筛"角色。最终获得的再生PET单体纯度达99.9%,由其重新聚合的塑料机械性能与原生材料旗鼓相当。

生命周期评估揭示,该工艺每处理1吨混合聚酯可减少1.8吨CO2当量排放,相当于一辆汽车绕赤道行驶半圈的碳足迹。技术经济分析显示,当处理规模达到5万吨/年时,回收成本可比原生生产降低22%,真正实现了"环境效益"与"经济效益"的双赢。这项技术为生物基塑料(bio-based plastics)与化石基塑料构建了统一的循环路径,标志着塑料工业向净零排放(net-zero)目标迈出关键一步。

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