塑料垃圾产量的快速增长以及塑料污染带来的日益严重的环境负担构成了全球性的挑战，迫切需要可持续的解决方案。与此同时，随着各国寻求从化石能源向可再生能源的转型，对可再生和低碳燃料的需求持续增长[1,2]。在这种情况下，热化学转化技术，特别是热解技术，已成为将多种废弃物转化为有价值燃料和化学品的有希望的途径[3,4]。虽然水热液化（HTL）也是一种用于类似目的的热化学方法，但本综述的重点严格限于热解。大型海藻与塑料废弃物的共热解为利用大型海藻资源并减少塑料垃圾积累提供了独特的机会。
在各种生物质来源中，大型海藻因其快速生长、高生产力、不依赖耕地以及能够从海洋环境中吸收养分而受到广泛关注[5,6]。因此，大型海藻与塑料废弃物的共热解为同时解决两个紧迫问题提供了独特的机会：一是实现大型海藻资源的最大化利用，二是减少全球塑料垃圾的累积。Al Qadri等人（2024年）[6]也探索了类似的方法，他们研究了微藻与废弃塑料的共热解，取得了更好的产品产量和环境效益。
尽管共热解具有潜力，但单独对大型海藻和塑料进行热解存在一些限制，这些限制降低了工艺效率和产品质量。大型海藻通常含有较高的灰分、较高的水分含量以及高浓度的含氧化合物，导致生成的生物油稳定性较低[7,8]。相比之下，塑料具有较高的热值，能产生富含碳氢化合物的油，但需要较高的温度（400-600°C）进行热降解，这往往会产生芳香族含量高的产品，在某些情况下还会产生不希望出现的氯化或含氮化合物[9]。
为克服这些限制，共热解被提出作为一种有效方法，它利用了两种原料之间的协同作用。在共热解过程中，大型海藻与塑料废弃物之间的协同效应通过改善氢的传递和减少含氧化合物的生成来提高生物油的产量和质量。这种协同效应源于两种原料释放的挥发性中间体之间的相互作用，其中塑料中的富含氢的自由基稳定了大型海藻中的含氧化合物片段，从而促进了脱氧过程并提高了碳氢化合物的选择性[10]。尽管许多研究报道了这种协同行为，但其背后的机制尚未得到充分解释。
最近的研究研究了大型海藻的热解过程，强调了其化学组成、热降解行为以及富含矿物质的灰分的催化作用[7,8]。关于塑料热解的研究则集中在优化操作参数、催化剂选择和反应器配置上，以提高油产量和碳氢化合物的选择性[[11], [12], [13]]。此外，共热解研究还表明，与单独热解大型海藻或塑料相比，共热解可以进一步提高油产量、提高热值并降低氧含量[10]。各种催化剂，包括沸石、金属氧化物、红泥和生物炭，已被用于通过脱氧、裂解和芳构化反应进一步改善产品质量[14,15]。然而，许多研究仍然零散，仅关注动力学、催化作用或原料相互作用等孤立方面，未能提供系统层面的理解。
尽管取得了这些进展，但仍存在一些关键的知识空白。首先，大型海藻与塑料共热解过程中的协同机制尚未完全阐明，对氢传递、矿物介导的催化作用以及挥发物-自由基相互作用的定量评估也有限。其次，大多数研究依赖于理想化的实验室原料，而实际的大型海藻和塑料废弃物具有较高的成分变异性，这强烈影响了产品的分布和质量。第三，尽管催化剂在提升转化效率方面显示出潜力，但其长期稳定性、失活途径和再生策略仍需进一步探索。最后，反应器设计和放大研究仍然有限，这在试点和工业规模上留下了关于热传递、进料系统和排放控制的不确定性。
缺乏综合考虑原料特性、协同机制、操作参数、催化策略和反应器配置的综合性分析，继续阻碍了优化共热解系统的发展。以往的综述通常在广泛背景下讨论生物质-塑料共热解，而没有特别关注大型海藻，而大型海藻独特的化学和矿物学性质对其热解路径有显著影响。因此，本研究将重点缩小到大型海藻与塑料的共热解，以便更针对性地评估它们之间的独特相互作用、限制因素和技术机会。
因此，本综述的目的是提供关于大型海藻与塑料共热解最新进展的系统性综述，重点关注原料特性、协同机制以及优化产品产量和质量的技术策略。系统地探讨了温度、原料比例、停留时间、催化剂选择和反应器设计等关键因素，同时分析了与原料变异性、操作限制、催化剂耐久性和环境风险相关的挑战。通过整合来自生物质表征、塑料热解、催化转化、反应器工程和过程优化的见解，本综述旨在为推动大型海藻与塑料共热解作为可持续循环经济路径以生产高质量燃料奠定坚实的基础。为了增强本文的结构和组织清晰度，下面提供了整篇论文的图形概览（图1）。
