中国科学院宁波材料技术与工程研究所

宁波材料所在废弃聚酯塑料选择性转移氢解研究方面取得进展

发布:2026-02-28

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聚酯塑料因其优异的物理化学特性,被广泛应用于包装、纺织、电器、建筑、农业、医药等众多领域,全球年产量已突破8000万吨。然而,由于大多数废弃聚酯属于复合物,难以满足物理回收的条件,导致其总体循环利用率不足10%,不仅引发了严重的全球环境污染,也造成了不可再生化石资源的巨大浪费。因此,实现对废弃聚酯塑料的高效回收利用,已成为保护生态环境和节约化石资源的迫切需求。

针对这一挑战,中国科学院宁波材料技术与工程研究所有机储氢与催化团队,在前期聚酯催化氢解研究的基础上(Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202312564; Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202502923),提出了一种以丰产金属锰为催化剂、乙醇既作为氢源又作为酯交换试剂的新策略,首次成功将包括PET在内的多种聚酯废弃物选择性地转化为含有羟甲基和酯基双官能团的高附加值化学品。

该方法具有以下突出优势:1)采用来源丰富的锰作为催化剂,用量可低至0.05 mol%,反应条件温和(100°C,常压),以生物可再生乙醇为氢源,无需额外使用氢气,操作简便安全;2)可兼容现实生活中直接回收的多种废弃聚酯(如PET、PBT、PTT、PEF、PBCHD等),即使其中含有色素、塑化剂、PE、PP、PS、PVC、PA、PU、纤维素、铝箔或玻璃棉等杂质,也不影响降解反应进行;3)所得产物价值高,可作为医药、农药和功能材料合成中的重要前体。该工作不仅提升了废弃聚酯回收过程的绿色性、实用性与经济性,也拓宽了从废弃聚酯中获取高附加值化学品的途径,为发展创新性的选择性升级回收工艺奠定了重要的理论基础。

相关成果以“Conversion of Polyesters to Versatile Synthetic Subunits Enabled by Manganese-Catalyzed Transfer Semi-Hydrogenolysis with Ethanol”为题发表在国际权威期刊Journal of the American Chemical Society上(DOI:10.1021/jacs.5c20773)。宁波材料所周敏杰助理研究员和顾彦伟副研究员为论文共同第一作者,谢银君研究员为通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金(22571311)、宁波市“3315引才计划”(2020A-32-C)、浙江省自然科学基金(LZ24B020006, LQ24B020002)和宁波市自然科学基金(2024J114)等项目的支持。

锰催化聚酯的选择性转移半氢解

                                  (氢能与储能材料技术实验室  周敏杰)