近日,浙江大学王勇教授课题组联合英国卡迪夫大学、日本东京大学等多家海外科研单位,在国际期刊《自然》发表了一项突破性塑料资源化研究成果:在无需任何催化剂、仅需水和氧气的温和条件下,即可将废塑料转化为吨价上万元的高值化学品。
为排除设备、试剂及人为操作带来的误差,研究团队更换全新反应容器和高纯原料,由不同人员分批次重复多轮对照测试。结果显示,降解反应均可稳定复现,证实无催化条件下塑料裂解具备良好可重复性。研究重心随即转向探究该特殊反应的内在机理。
**微液滴界面成为反应核心驱动力**
经过系统机理研究,团队最终锁定本次无催化降解的核心原理为微液滴界面效应——这也是以往塑料回收研究中被长期忽视的关键机制:
- **体系形成**:废塑料在水和氧气共存条件下加热搅拌,熔融塑料被分散为微米级油滴,构建出稳定的水包油分散体系。 - **断链反应**:微液滴表面可自发形成局部强电场,促使水分子电离,生成高氧化性羟基自由基,高效切断聚烯烃稳定的碳链结构。 - **循环维持**:体系中的氧气负责捕获水电离过程释放的电子,保障整套降解反应持续循环进行。
王勇教授团队在实验室研讨。
整套工艺全程不添加任何催化剂,仅以水和氧气作为反应介质,在温和工况下将聚烯烃废料转化为二元酸类高附加值化工原料,产品市场单价可达万元每吨。过程无需有机溶剂参与,反应完成后无残留微塑料,真正实现了塑料彻底降解与资源化增值同步达成。
**技术推进产业化放大阶段**
王勇介绍,团队研发过程始终围绕两大核心目标:一是实现废塑料向高价值化工品转化,二是最大限度降低处理环节能耗。
目前该技术已完成实验室小试工作,团队正同步对接产业端合作资源,开展工艺放大相关研发,逐步解决工业化落地工程难题,推动新技术走向实际废塑料回收产线应用。
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