PET废塑料升级再造为对苯二甲腈：绿色合成与碳中和新策略

本期推荐：来自国际团队的研究人员针对PET废塑料污染问题，开发了温和条件下（≤120°C）将PET通过氨解-钯催化脱水串联工艺转化为高附加值对苯二甲腈的新方法。该技术实现68%二腈选择性和39-51%总收率，生命周期分析显示其较对二甲苯路线降低28% CO2排放，为塑料升级再造提供新范式。

　　

化学升级再造塑料废物是一种新兴策略，可将废弃塑料转化为高附加值化学品并减轻环境负担。尽管对苯二甲腈（terephthalonitrile）在生物活性化合物和高价值材料合成中具有重要作用，但从塑料废物中可持续高效生产该化合物的方法仍待探索。本研究开发了在温和条件（≤120°C）下将聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）废塑料转化为对苯二甲腈的串联工艺：首先通过乙二醇和氨气进行PET氨解反应，随后在钯（Pd）催化剂作用下通过水转移机制实现液相 terephthalamide 脱水。脱水步骤实现了对苯二甲酰胺的完全转化，其中二腈选择性达68%，单腈选择性为32%。通过电喷雾电离质谱（ESI-MS）分析发现，无论使用何种钯前体，主要催化物种均为钯配合物（以二聚体为主）。该串联体系应用于商业PET瓶和纤维时，即使存在色素和氯元素，仍能实现基于PET原料39-51 mol%的对苯二甲腈产率。生命周期分析表明，与传统对二甲烃（p-xylene）路线相比，该工艺可降低至少28%的二氧化碳（CO₂）排放。本研究为将PET废物高选择性、低环境影响地升级再造为有机氮化合物提供了创新策略。