日本东京都立大学野村琴广教授团队在JST战略创新研究推进事业(CREST)支持下,成功研发出一种高性能铁基催化剂。该催化剂仅需将聚酯类塑料与酒精混合加热,即可在温和条件下将PET等聚酯材料近乎100%(转化率99.7%至99.9%)转化为高纯度化学单体,为塑料废弃物资源化利用提供了革命性解决方案。
当前,全球塑料污染问题日益严峻,但塑料回收率普遍偏低。以日本为例,塑料化学回收率仅约3%,远低于欧美部分国家。现有化学回收技术通常依赖高温、强酸或强碱等苛刻条件,不仅能耗高、环境负担重,且产物分离困难,导致回收原料品质下降,经济性较差。此外,传统方法往往局限于使用甲醇等特定醇类,限制了应用范围。
针对上述痛点,研究团队摒弃了传统对无机酸碱的依赖,创新性地采用廉价易得的铁催化剂。实验表明,该技术在145摄氏度的温和条件下,仅需简单混合与加热,即可实现聚酯的高效解聚。更令人振奋的是,该技术不仅能处理单一成分的PET瓶片,还能有效分离并回收聚酯与棉混纺衣物中的聚酯成分,实现混合废弃物的选择性分解与高纯度单体回收。
研究团队进一步将实验室成果放大至接近工业应用规模,验证了其在真实废弃塑料和纺织品废料中的稳定性。结果显示,反应后无需复杂提纯即可直接获得高纯度对苯二甲酸二甲酯(DMT)等化工原料,且催化剂残留极少。这一突破意味着未来塑料回收将不再受限于高昂的能耗和复杂的后处理工艺,有望大幅降低再生塑料原料成本。
对于中国而言,随着“双碳”目标的推进和塑料污染治理力度的加大,低成本、高效率的化学回收技术已成为行业刚需。日本此次在铁基催化剂领域的突破,提示中国从业者应重点关注非贵金属催化剂的研发,以及针对混纺废弃物的精细化分离技术,这将是构建循环经济产业链、提升再生塑料经济竞争力的关键方向。
