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4月9日，人民日報海外版（第10版）發(fā)表文章《中國科學(xué)院團(tuán)隊(duì)取得突破——實(shí)現(xiàn)廢舊塑料高效分解轉(zhuǎn)化》，介紹了中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所油氣開發(fā)中心馬望京等人與清華大學(xué)、牛津大學(xué)等高校合作在國際學(xué)術(shù)期刊《自然—通訊》上發(fā)表的關(guān)于利用微波處理廢舊塑料的最新研究成果。
回收廢棄塑料有助于環(huán)境修復(fù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但現(xiàn)有技術(shù)難以直接回收受污染的混雜廢塑料，需在回收前對其進(jìn)行分揀、清洗等預(yù)處理。而預(yù)處理過程成本高、耗時長和耗能高，同時回收后的塑料通常導(dǎo)致質(zhì)量降低。
相對塑料回收而言，廢棄混雜塑料的升級再造策略則為其管理與增值利用帶來希望，可將廢棄混雜塑料直接轉(zhuǎn)化為烯烴單體和其他增值化學(xué)品等。
但是，現(xiàn)有方法存在高能耗、貴金屬參與、高壓和低催化劑穩(wěn)定性等問題，特別是目前無法實(shí)現(xiàn)高雜質(zhì)含量的填埋混雜廢塑料的直接升級回收。因此，經(jīng)濟(jì)、低耗、高效利用未經(jīng)分離處理的混雜廢塑料成為解決白色污染的關(guān)鍵。
近日，一支專注于固廢處理的科研團(tuán)隊(duì)取得了一系列的突破性成果，為廢舊塑料處理開辟了新路徑。
一、中科院團(tuán)隊(duì)成果斐然
中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所油氣開發(fā)中心馬望京等人與清華大學(xué)、牛津大學(xué)等高校通過創(chuàng)新性地運(yùn)用微波技術(shù)，團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了垃圾填埋場混雜廢舊塑料的高效分解與轉(zhuǎn)化，將廢棄塑料轉(zhuǎn)變?yōu)楦吒郊又档幕ぴ虾腿剂?，不僅大幅提高了資源利用率，還顯著地降低了傳統(tǒng)處理方式帶來的環(huán)境污染。
此外，理化所研究團(tuán)隊(duì)還在其他專業(yè)期刊上發(fā)表了多篇關(guān)于利用微波處理回收廢棄物如聚烯烴塑料、農(nóng)林廢棄物、聚氨酯、生物乙醇等的研究成果，進(jìn)一步完善了微波處理技術(shù)在不同類型廢棄物、不同應(yīng)用場景下的理論與實(shí)踐體系。這些研究詳細(xì)闡述了微波與有機(jī)分子相互作用的機(jī)理，優(yōu)化了處理工藝參數(shù)，為該技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
憑借在廢舊塑料處理領(lǐng)域的深厚技術(shù)積累，理化所團(tuán)隊(duì)已部署了系統(tǒng)的專利體系，涵蓋了微波處理設(shè)備的設(shè)計與制造、處理工藝的優(yōu)化與控制、產(chǎn)物分離與提純等多個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，形成了一套完整的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系。
二、微波處理廢舊塑料技術(shù)
理化所研究團(tuán)隊(duì)從原子簇-氧化物的協(xié)同催化效應(yīng)出發(fā)，采用簡單、經(jīng)濟(jì)的原位構(gòu)筑方法，設(shè)計合成了強(qiáng)微波吸收和高催化活性的鋅團(tuán)簇/氧化鋅復(fù)合催化劑。
該研究在低功率微波場中實(shí)現(xiàn)了微波能向催化劑的選擇性定向傳輸，將填埋場混雜廢塑料和農(nóng)膜解聚升級回收為烯烴單體和基礎(chǔ)潤滑油前驅(qū)體。
同時，得益于Zn原子簇優(yōu)異的化學(xué)鍵活化能力、原子簇金屬位點(diǎn)的電場增強(qiáng)以及鋅團(tuán)簇/氧化鋅的協(xié)同催化效應(yīng)，在280°C、常壓和低至傳統(tǒng)熱催化能耗1/8的溫和條件下，研究實(shí)現(xiàn)了混雜廢塑料的選擇性解聚，且催化性能優(yōu)于多數(shù)貴金屬催化劑。
特別是，鋅團(tuán)簇/氧化鋅在溫和條件下對聚烯烴塑料C-H和C-C鍵的強(qiáng)斷裂能力，抑制了積碳生成，賦予了鋅團(tuán)簇/氧化鋅催化劑良好的穩(wěn)定性和250gplasticg-1catalyst的塑料解聚周轉(zhuǎn)數(shù)。
研究提出微波驅(qū)動催化廢塑料回收“增值”利用策略
該研究報道了微波協(xié)同鋅/氧化鋅強(qiáng)化催化填埋場受污染廢塑料“增值”利用策略，為經(jīng)濟(jì)、低能耗的化學(xué)回收和升級利用混雜廢塑料以及傳統(tǒng)上難以回收的其他聚合物如農(nóng)林生物廢棄物、廢舊纖維等研究提供了新思路。
近日，相關(guān)研究成果以
Highlyselectiveupcyclingofplasticmixturewastebymicrowave-assistedcatalysisoverZn/b-ZnO為題，發(fā)表在《自然-通訊》（NatureCommunications）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會和中國科學(xué)院等的支持。
三、技術(shù)正式邁向產(chǎn)業(yè)化推廣階段
綠水青山就是金山銀山，廢棄物循環(huán)利用是推動綠色發(fā)展、建設(shè)美麗中國的關(guān)鍵一環(huán)。隨著工業(yè)化與城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，廢舊塑料的處理問題愈發(fā)緊迫，成為生態(tài)環(huán)境保護(hù)與資源循環(huán)利用領(lǐng)域的重要課題。
在2025中關(guān)村論壇年會上，中國科學(xué)院理化所研究團(tuán)隊(duì)與相關(guān)企業(yè)就這一系列專利進(jìn)行轉(zhuǎn)讓簽約，轉(zhuǎn)讓金額達(dá)2000萬元。
此次簽約不僅是對團(tuán)隊(duì)科研成果的認(rèn)可，也標(biāo)志著微波處理廢舊塑料技術(shù)將正式邁向產(chǎn)業(yè)化推廣階段。通過與企業(yè)的深度合作，有望加速技術(shù)落地，推動廢舊塑料處理行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的雙贏。
廢舊塑料處理作為廢棄物循環(huán)利用體系的重要組成部分，對于減少環(huán)境污染、節(jié)約資源、推動綠色低碳發(fā)展具有重要意義。
未來，隨著微波處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用，有望為中國乃至全球的廢舊塑料處理難題提供創(chuàng)新性解決方案，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。
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