核磁技术让混合废塑料无需分拣变身高值化学品 | 前沿动态

热门资讯 2025年08月16日 10:45 1 admin

原文发表于《科技导报》2025年第14期科技新闻-前沿动态

核磁技术引导的无分拣混合废塑料高值化利用

固体核磁共振技术应用于真实废塑料混合物分离与回收过程（图片来源：中国科学院大连化学物理研究所）

全球每年生产超4亿t塑料，难以降解和回收的混合废塑料长期堆积，成为困扰全球环境治理的一大难题。塑料分子结构中存在高度有序的碳氢结构，塑料废弃物其实是有价值的碳资源。北京大学马丁教授团队联合中国科学院大连化学物理研究所，用核磁共振技术（NMR）对混合废塑料中的各种关键化学结构和成分进行识别，进而定制转化路线，实现了面向真实生活混合塑料废弃物的高效、高值化学品定向升值转化，为根治全球塑料污染顽疾提供了新的思路。2025年6月25日，相关研究成果发表于Nature。

团队开发出“正交转化”的全新策略，即通过一系列相互独立的催化反应，将混合塑料中的不同官能团分步转化，得到一系列高价值化学品。首先运用二维固态NMR技术的同核去耦方法消除氢原子间的耦合干扰、提升分辨率，再通过1H与13C的化学位移关联，构建分子结构的“指纹图谱”，精准识别出各种关键的化学结构单元。然后，根据NMR识别的官能团分布，设计相互独立但互补的化学反应路径，有步骤、分批次、高效率地进行精确转化。

这项技术有2个突破性进展：

其一，有望告别烦琐分拣。它能够应用于生产生活中产生的复杂、未知的混合废塑料，例如来自日常生活、纺织工业、石化企业等多类真实废弃物，证明了该策略的鲁棒性和灵活可调性。
其二，产品价值实现质的飞跃。其产出不再是低价值的燃气或燃料油，而是高分子单体、医药中间体、香料原料等市场高价值化学品，如苯甲酸、丙氨酸、双酚A、乳酸、对苯二甲酸等，经济效益远超传统的热解回收方法。

（综合Nature、《科技日报》《光明日报》）

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