全球首创！我国开发出室温催化转化技术：实现塑料变燃油

百科大全 2025年08月20日 09:32 1 admin

快科技8月19日消息，据媒体报道，华东师范大学化学与分子工程学院张伟研究员团队联合德国慕尼黑工业大学Johannes A. Lercher院士、美国太平洋西北国家实验室Mal-Soon Lee教授等国际专家，在国际顶级期刊《科学》（Science）上发表了突破性研究成果。

该团队成功开发出全球首创的室温催化转化技术，首次实现了在常温常压条件下，将包含难降解聚氯乙烯（PVC）和聚烯烃的混合塑料废弃物一步高效转化为高附加值燃油，转化效率超过95%，为全球塑料污染治理提供了切实可行的创新方案。

塑料作为现代社会的关键基础材料，全球累计产量已突破100亿吨，其中约80%最终成为垃圾，造成严重的资源浪费和环境压力。我国作为全球最大的塑料生产与消费国，废塑料存量超10亿吨，年新增量逾6000万吨。

其中，聚烯烃（PE、PP）占比50%，聚氯乙烯（PVC）占10%，二者合计占比达六成，回收潜力巨大。然而，当前处理方式仍以填埋和焚烧为主，存在占用土地、微塑料污染、高能耗、高碳排放等环境风险。

特别是含PVC的混合废塑料化学回收，面临重大技术瓶颈。传统的“脱氯—裂解”两步法工艺复杂、能耗高、成本大，且存在脱氯不彻底（导致催化剂中毒）、油品收率低及残余氯超标等问题，严重制约了PVC废塑料在“双碳”目标下的高效资源化利用。

面对这一世界性难题，张伟团队从石油炼制工艺中获得关键启示，创新性地提出了混合塑料低温催化转化的全新策略。传统石油加工依赖高温催化裂化重油和低温烷基化提升油品质量。研究团队巧妙融合这两步工艺原理，首次提出“塑料催化裂解—烷基化耦合反应”概念，并开发出一步法转化技术。

三大核心突破：

反应条件革新：首次实现在常温常压下高效转化混合塑料，能耗较传统高温裂解降低70%以上。

工艺集成创新：将脱氯、裂解和烷基化三步反应高度集成，实现单一反应过程完成复杂转化。

资源协同利用：创造性地利用石化副产物作为反应介质，实现“以废治废”，显著提升废塑料资源的增值利用水平。

实验证实，该技术可将混合废塑料一步转化为高标号汽油，碳原子利用率超过95%。这种“分子炼油”技术大幅提升了塑料回收的经济性，构建了完整的资源循环链条。

技术设计中高度关注工业化可行性，选用了已在工业烷基化装置（如美国雪佛龙与中石油）中验证的离子液体催化剂。其优势在于价格低廉、活性高、腐蚀性低、操作安全可靠。

该技术能将近乎100%的混合废塑料转化为无氯的高品质燃料。常温运行使其安全环保，无有毒副产物生成，并能有效将氯元素转化为可回收的无毒盐酸（氯化氢溶于水），成功阻断氯污染，兼顾了资源利用与环境安全。

值得关注的是，张伟研究员早在2023年就以第一作者兼通讯作者身份在《Science》发表了聚烯烃塑料低温转化成果。此次研究实现了质的飞跃：不仅攻克了成分更复杂、处理难度更大的PVC废塑料回收难题，还将反应温度进一步降至常温，使得可高效绿色回收的废塑料种类占比一举超过60%。

在产业应用层面，该技术与现有炼化工艺高度兼容，具备能耗低、设备简便、转化效率高的特点，特别适合依托现有设施快速推广。

美国能源部高度评价其为“升级回收”的典范，能够“一站式”处理混合塑料，将每吨废塑料的处理价值从填埋或焚烧的负收益扭转为显著的正收益，真正实现了“变废为宝”的资源循环目标。

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