塑料廢棄物定向轉(zhuǎn)化為高值化學(xué)品研究進(jìn)展

摘要：近年來，全球塑料產(chǎn)量持續(xù)增長，然而，大量塑料廢棄物散落在環(huán)境中，不僅嚴(yán)重威脅生態(tài)安全，也導(dǎo)致了資源的巨大浪費(fèi)。采用化學(xué)回收方法將塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為油品，是實現(xiàn)低值資源高值化利用的關(guān)鍵途徑之一。然而，隨著“雙碳”目標(biāo)的提出以及我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)逐步向清潔低碳方向轉(zhuǎn)型，“降油增化”已經(jīng)成為煉油產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的核心方向。因此，將塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品，既踐行了“變廢為寶”的廢物處理理念，又助力了“雙碳”目標(biāo)。本文總結(jié)了熱裂解、催化裂解、溶劑解聚法、電化學(xué)、光催化和生物轉(zhuǎn)化等塑料廢棄物新型高值化利用技術(shù)及其特征，并介紹了利用這些技術(shù)通過裂解與聚合、催化轉(zhuǎn)化及生物轉(zhuǎn)化等方式，將高分子塑料制品解聚與重組生成低碳烯烴、芳香烴、酸類、醇類、醛類及塑料單體等高值化學(xué)品的最新研究進(jìn)展，轉(zhuǎn)化路徑主要有“塑料廢棄物-單體、低聚物等中間體-高值化學(xué)品”和“塑料廢棄物-高值化學(xué)品”。最后，本文展望了該領(lǐng)域未來發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：塑料廢棄物；高值化學(xué)品；低碳烯烴；芳香烴；塑料單體；升級再造；低碳減排

中圖分類號：X705 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1672-2043（2025）03-0641-13 doi：10.11654/jaes.2024-1142

塑料是一種由小分子單體通過聚合反應(yīng)合成的高分子化合物。通常，在塑料生產(chǎn)過程中會加入適當(dāng)?shù)奶砑觿?，如增塑劑、阻燃劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、著色劑和發(fā)泡劑等，以改善其性能和適應(yīng)不同應(yīng)用需求[1]。塑料廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品的制造，可以根據(jù)需要加工成具有不同性質(zhì)的塑性或剛性材料，并逐漸取代了木材、金屬、玻璃等傳統(tǒng)材料。1950—2019 年，全球累計生產(chǎn)了約95億t塑料，預(yù)計未來塑料產(chǎn)量將持續(xù)增長[2]，在2060 年將達(dá)到12 億t[3]。圖1 匯總了2010—2023年全球塑料產(chǎn)量，據(jù)報道塑料制品的回收率不足10%，其產(chǎn)量的急劇增加以及難降解的特性導(dǎo)致了大量塑料廢棄物的產(chǎn)生[4]。塑料污染已成為全球農(nóng)業(yè)環(huán)境治理面臨的重要問題。農(nóng)田中廢棄的塑料制品，尤其是農(nóng)用塑料（如塑料薄膜、農(nóng)用地膜等），降解周期較長，自然分解困難，長期污染土壤和水資源，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的健康。此外，塑料在環(huán)境中會逐漸分解為微粒，這些塑料微粒能夠通過食物鏈積累，并最終進(jìn)入人體，對人類健康和可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成潛在威脅[5-6]。

除生物基塑料（以淀粉、纖維素和木質(zhì)素等天然物質(zhì)為基礎(chǔ)）外，塑料制品原料主要（≥90%）來自石油化工行業(yè)[7]，嚴(yán)重依賴化石燃料，每年塑料制造業(yè)約消耗全球石油使用量的4%～8%[2]。預(yù)計到2050 年，塑料生產(chǎn)與加工將消耗全球石油使用量的20%[8]。塑料廢棄物具有高度有序的碳和氫結(jié)構(gòu)，是一種寶貴的資源。除了減少不可降解塑料制品的使用、促進(jìn)可降解塑料的制造及推廣使用外，還需要合理處理塑料廢棄物，如通過物理、化學(xué)或生物技術(shù)進(jìn)行回收再利用[9-11]。傳統(tǒng)的塑料廢棄物處理方式有填埋、焚燒、機(jī)械回收。填埋和焚燒已經(jīng)給環(huán)境帶來了嚴(yán)重的危害，而機(jī)械回收方法往往只能得到低質(zhì)、機(jī)械性能差的材料[8]。因此，發(fā)展綠色高效、低碳化的塑料廢棄物的資源化新方法，將其轉(zhuǎn)化為高值化產(chǎn)品具有重要現(xiàn)實意義。這不僅能夠有效地解決農(nóng)業(yè)資源如土壤、水體等污染問題，還可“變廢為寶”，將塑料廢棄物變成有價值的產(chǎn)品，同時又減少化石能源消耗，助力了“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)。

塑料廢棄物資源化高附加值產(chǎn)品主要包括：（1）能源燃料。合成氣、汽油、航空燃油、石腦油等燃料產(chǎn)品的最高收率可達(dá)97%～98%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），且產(chǎn)品質(zhì)量與商業(yè)化產(chǎn)品相當(dāng)[8，12-15]；（2）功能材料。多孔碳材料、碳納米管、石墨烯、碳量子點(diǎn)等功能材料在環(huán)境修復(fù)、能源存儲、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用潛力[16-18]；（3）高值化學(xué)品。低碳烯烴、芳香烴、酸類及單體等，是塑料制造、醫(yī)藥合成、化工生產(chǎn)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)原料[19-21]?！半p碳”時代，我國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)整體朝著清潔低碳化調(diào)整，尤其是交通領(lǐng)域的新能源替代更為突出。同時，隨著國內(nèi)成品油消費(fèi)量進(jìn)入平臺期，煉油供給側(cè)結(jié)構(gòu)面臨調(diào)整。2022年3月，工業(yè)和信息化部等6部委印發(fā)《關(guān)于“十四五”推動石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確指出要有序推進(jìn)煉化項目“降油增化”，延長石油化工產(chǎn)業(yè)鏈[12，22]。相比而言，由塑料廢棄物生產(chǎn)高值化學(xué)品和功能材料更具有發(fā)展前景，相關(guān)研究得到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。高值化學(xué)品相比功能材料具有更廣泛的市場需求、較成熟的生產(chǎn)技術(shù)、顯著的產(chǎn)業(yè)化前景和更高的經(jīng)濟(jì)效益。因此，本文專注于塑料廢棄物生產(chǎn)高值化學(xué)品的研究進(jìn)展，不涉及功能材料的相關(guān)研究。在過去的幾十年，研究人員開發(fā)了許多新的工藝致力于提高塑料廢棄物生產(chǎn)化學(xué)品的轉(zhuǎn)化率和選擇性。為清晰呈現(xiàn)該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，本文介紹了塑料廢棄物的類型特征，總結(jié)了高值化利用技術(shù)的優(yōu)勢與面臨的挑戰(zhàn)，并綜述了利用這些技術(shù)將塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為高值化學(xué)品的最新研究工作，以期為今后塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為高值化學(xué)品的研究及其工業(yè)化應(yīng)用提供一定的參考。

1 塑料廢棄物類型及高值化利用技術(shù)

1.1 塑料廢棄物類型

2010—2023年我國塑料產(chǎn)量及累計增長率見圖2。僅在2023年，我國的塑料生產(chǎn)量約為7 488.51萬t，占全球塑料材料產(chǎn)量的33%，成為全球最大的塑料生產(chǎn)國[4]。根據(jù)中國物資再生協(xié)會再生塑料分會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2023年我國產(chǎn)生廢棄塑料6 300萬t，其中被回收處置的僅有約30%，而填埋量和焚燒量為2 016萬t和1 953萬t，分別占比32%和31%，其余被直接遺棄[23]。廢塑料長期填埋在地底，厭氧微生物會將其分解產(chǎn)生CO2和CH4等溫室氣體，塑料添加劑滲出也會污染土壤和地下水。焚燒法可以回收大量的熱量，有效實現(xiàn)塑料廢棄物減量化，然而焚燒產(chǎn)物除了CO2和H2O 外，還會產(chǎn)生多環(huán)芳烴化合物、二噁英等有害物質(zhì)，造成嚴(yán)重的二次污染。因此，從分子水平上回收和升級塑料廢棄物是一種降低塑料對環(huán)境持續(xù)損害的潛在有效策略。

常見塑料廢棄物類型及用途見表1。塑料高分子材料種類繁多，依據(jù)聚合方式的不同，可分為縮聚型和加聚型兩類?？s聚型是多官能團(tuán)單體之間通過發(fā)生多次縮合反應(yīng)，并放出水、醇、氨或氯化氫等小分子后形成的高分子縮聚物，主要有聚對苯二甲酸乙二酯（PET）、聚碳酸酯（PC）和聚氨酯（PU）等；加聚型是小分子烯烴或烯烴的取代衍生物在高溫、高壓或催化劑作用下通過加成反應(yīng)形成的高分子聚合物，常見的有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）和聚苯乙烯（PS）等[12，24]。

1.2 塑料廢棄物高值化利用技術(shù)

目前，主流的塑料廢棄物回收技術(shù)有4種，包括初級回收（再擠壓回收）、二級回收（機(jī)械回收）、三級回收（化學(xué)回收）和四級回收（能量回收）[24，34]。其中，化學(xué)回收因能從塑料廢棄物中獲取更高價值的產(chǎn)品，實現(xiàn)塑料廢棄物“升級再造”而受到廣泛關(guān)注?？偨Y(jié)現(xiàn)有研究[10，11，21，35-37]，塑料廢棄物升級再造與高值化利用技術(shù)如圖3所示。

（1）熱裂解技術(shù)

塑料廢棄物熱裂解是指將其置于無氧環(huán)境下進(jìn)行高溫加熱（一般300～900 ℃），聚合物高分子之間化學(xué)鍵斷裂從而產(chǎn)生一系列的小分子產(chǎn)物[38]。在過去的幾十年中，熱裂解技術(shù)廣泛應(yīng)用于多種塑料廢棄物資源化研究領(lǐng)域，尤其是PE、PP等聚烯烴類塑料。塑料廢棄物熱裂解產(chǎn)物主要有熱解氣（以H2和C2～C4烴類產(chǎn)物為主）、熱解油（以C5～C30+烴類產(chǎn)物為主）和熱解炭（以大分子烴類產(chǎn)物為主）[24]。這些較低分子量產(chǎn)物經(jīng)過一定的加工處理，可作為燃料、化工原料、塑料單體和吸附材料等，具有較高的經(jīng)濟(jì)價值。其中，分布較窄、有用且可分離的化學(xué)品被認(rèn)為是塑料增值產(chǎn)物中更具吸引力的目標(biāo)產(chǎn)品。然而，熱裂解技術(shù)雖然提供了一定的高值化可能性，但轉(zhuǎn)化過程是能源密集型的，需要消耗大量的能量，而且產(chǎn)物是氣體、液態(tài)碳?xì)浠衔锖徒固康膹?fù)雜混合物，分離和凈化成本很高[39]。反應(yīng)過程中的熱能為聚合物C C長鏈斷裂提供能量，溫度對聚合物裂解過程中斷鏈程度和位置的影響更為顯著[40]。此外，熱解產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率和選擇性還受反應(yīng)時間、壓力、反應(yīng)器類型等影響。因此，當(dāng)下工業(yè)應(yīng)用主要在中、低溫范圍內(nèi)操作，以最大化油品的產(chǎn)出，烯烴、芳烴等高值化學(xué)品需要從熱解油中進(jìn)一步分離和提純。此外，塑料廢棄物的成分復(fù)雜，在熱裂解過程中往往表現(xiàn)出不同的反應(yīng)特征，定向轉(zhuǎn)化為單一產(chǎn)品難度大。

（2）催化裂解技術(shù)

在長期的研究中，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)在熱裂解過程中加入催化劑，可以有效降低熱裂解反應(yīng)的活化能，提高塑料廢棄物轉(zhuǎn)化率和目標(biāo)產(chǎn)物收率，同時降低反應(yīng)溫度，優(yōu)化產(chǎn)物分布[41]。塑料廢棄物催化裂解技術(shù)的重點(diǎn)在于利用催化劑提高目標(biāo)產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率和選擇性，基于此，催化氫解、高選擇性催化裂解法相繼被開發(fā)出來。PE、PP等聚烯烴類塑料因為其分子結(jié)構(gòu)簡單、易于裂解，更適合催化裂解，而PET等聚酯類和PVC等分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑料廢棄物則需要經(jīng)過特別設(shè)計的催化劑。催化劑是催化裂解技術(shù)的核心，常用的催化劑包括酸性催化劑（沸石、硅酸鋁鹽等），金屬基催化劑（鎳、鉬、鈀等）和有機(jī)催化劑等[39]。盡管催化裂解在一定程度上能夠克服熱裂解的局限性，但該技術(shù)本身仍存在一些問題。例如，負(fù)載貴金屬的催化劑會導(dǎo)致成本增加，從而影響整體經(jīng)濟(jì)效益。此外，在反應(yīng)過程中，產(chǎn)生的烯烴、芳烴等含碳化合物可能聚集并形成沉積碳，附著于催化劑表面，這不僅降低了催化劑的表面積和活性，還可能影響轉(zhuǎn)化效率。因此，研究經(jīng)濟(jì)高效、耐高溫的催化劑，提高其穩(wěn)定性、反應(yīng)效率和轉(zhuǎn)化率，并發(fā)展高效的催化劑再生技術(shù)，以延長催化劑的使用壽命，是實現(xiàn)塑料廢棄物升級再造工業(yè)化的關(guān)鍵因素。此外，通過調(diào)整反應(yīng)溫度、壓力和氣氛等操作條件，減少不利副反應(yīng)的發(fā)生，也有助于降低催化劑中毒和積碳的風(fēng)險。

（3）溶劑解聚法

溶劑解聚法主要針對PET、PC和PU等縮聚類塑料，在特定溫度（一般200～400 ℃）和壓力（一般1～25MPa）條件下以及在催化劑作用下，溶劑斷裂聚合物分子之間的化學(xué)鍵（如酯鍵、醚鍵等）生成低聚物或單體等小分子。根據(jù)所用溶劑不同，溶劑解聚法可分為水解法（酸性水解、堿性水解和中性水解）、醇解法（以一元醇為溶劑的解聚法為醇解，以二元醇或多元醇為溶劑的解聚法為糖解）、氨解法、胺解法以及混合溶劑解等[42-43]。與熱裂解相比，這一方法可以在相對溫和的條件下，高轉(zhuǎn)化率、高選擇性地生產(chǎn)高值化學(xué)品，并且反應(yīng)過程能耗低、廢氣排放較少，具有一定的環(huán)保性。但其自身也面臨著其他挑戰(zhàn)，一是不同塑料對溶劑的溶解性差異較大，二是反應(yīng)過程涉及大量酸堿試劑的使用和需要較高溫、高壓的操作條件，三是溶劑解聚過程相比熱解等高溫方法較緩慢，影響大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用中的效率。該技術(shù)目前尚處于實驗室研究階段，未來的工作可集中于尋找更環(huán)保的溶劑，在更溫和的條件下（甚至是室溫、標(biāo)準(zhǔn)氣壓下）可以選擇性地降解塑料，同時避免產(chǎn)生有害副產(chǎn)物；通過優(yōu)化反應(yīng)條件（如溫度、壓力、反應(yīng)時間等），提高溶劑解聚的效率和產(chǎn)物純度；提高溶劑回收和再生技術(shù)的效率，減少溶劑的損耗，降低成本，如使用膜分離、蒸餾、吸附等方法回收溶劑。

（4）其他新型技術(shù)

為在更溫和的反應(yīng)條件下實現(xiàn)塑料廢棄物高選擇性、高轉(zhuǎn)化率地轉(zhuǎn)化為化學(xué)品，電化學(xué)[44-45]、光催化[12，37]和光電催化[46]等新型技術(shù)相繼被應(yīng)用于塑料廢棄物升值再造研究，在將PET、PLA等縮聚類塑料轉(zhuǎn)化為高值化學(xué)品方面展現(xiàn)出了良好的轉(zhuǎn)化率和選擇性[12，46]。電催化和光催化都是基于氧化還原反應(yīng)原理，不同之處在于驅(qū)動方式。電催化反應(yīng)是在外部電場作用下，通過電子轉(zhuǎn)移使塑料廢棄物與電極反應(yīng)，從而分解為化工原料或其他化學(xué)品。通過精確調(diào)節(jié)電流和電壓，可以控制反應(yīng)過程，并調(diào)節(jié)產(chǎn)物種類及產(chǎn)率。光催化技術(shù)通過使用半導(dǎo)體催化劑（如TiO2等）在光照條件下激發(fā)電子，產(chǎn)生電子-空穴對，從而引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，使塑料廢棄物長鏈斷裂，轉(zhuǎn)化為小分子化合物[47]。光電催化技術(shù)是將光催化和電催化結(jié)合，比單純的光催化或電化學(xué)反應(yīng)更具優(yōu)勢，利用光和電的協(xié)同作用，提高塑料廢棄物降解效率。半導(dǎo)體催化劑在光照的激發(fā)下產(chǎn)生電子和空穴對，同時外加電場可以加速電子的傳遞，增強(qiáng)反應(yīng)速率[47]。它們最大的優(yōu)勢是可以在室溫和常壓下實現(xiàn)塑料廢棄物的升級再造，還可以與太陽能、風(fēng)能、海洋能、地?zé)崮?、水力發(fā)電和生物能等可再生能源協(xié)同工作，減少升級再造過程中的化石能源消耗[46]。然而，這些新興技術(shù)目前仍處于實驗室探索階段，尚缺乏大規(guī)模應(yīng)用的環(huán)境風(fēng)險評估和成本效益分析。因此，開發(fā)更耐腐蝕、催化活性更高且選擇性更強(qiáng)的電極材料、光催化材料和光電催化材料，將是該領(lǐng)域未來研究的重點(diǎn)。

（5）生物升級再造技術(shù)

生物升級再造是塑料廢棄物高值化的另一種重要手段。該技術(shù)利用微生物或酶催化將聚合物選擇性轉(zhuǎn)化為單體或其他增值產(chǎn)品，具有反應(yīng)條件溫和、不會產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)有研究已證明其對PET、PC、PU等縮聚類塑料具有良好的解聚和轉(zhuǎn)化能力，尤其在生物可降解塑料升級再造方面展現(xiàn)了巨大的潛力。然而，對PE、PP等聚烯烴類塑料生物升級再造仍面臨較大的挑戰(zhàn)[42，48-49]。當(dāng)前，大多數(shù)生物降解技術(shù)仍依賴天然微生物，但這些微生物對塑料的降解能力有限，且將其推廣至工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模仍面臨諸多困難。未來的研究可通過優(yōu)化培養(yǎng)條件、反應(yīng)參數(shù)和微生物或酶活性，縮短塑料廢棄物的降解周期，提升產(chǎn)物的純度和經(jīng)濟(jì)性[49]?；蚬こ毯秃铣晌⑸锝M技術(shù)在這類工作中展現(xiàn)了良好的轉(zhuǎn)化效果和實用價值，該技術(shù)的主要轉(zhuǎn)化路線為“生物解聚-生物降解-高值化生物轉(zhuǎn)化”[49]。

這些塑料廢棄物高值化利用技術(shù)可以提升塑料廢棄物升級再造的可持續(xù)性，有助于建立塑料廢棄物循環(huán)經(jīng)濟(jì)。持續(xù)優(yōu)化反應(yīng)條件，開發(fā)新的催化劑，以提升高值化學(xué)品的轉(zhuǎn)化率和選擇性，是實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。

1.3 塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為高值化學(xué)品基本路線

塑料聚合物分子的結(jié)構(gòu)、類型等特征決定了回收方法和升級轉(zhuǎn)化途徑（表2）。大部分縮聚反應(yīng)可逆，加聚反應(yīng)不可逆。因此，縮聚型塑料可以通過解聚（內(nèi)部的酯、醚和酰胺鍵等較易斷裂）的方式升級回收，可利用溶劑解聚法、電化學(xué)、光催化、光電催化和生物升級再造技術(shù)將其轉(zhuǎn)化為高值化學(xué)品；而加聚型塑料耐高溫、耐腐蝕、耐惡劣環(huán)境，化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，其主鏈化學(xué)組成為烷基碳，C C鍵惰性強(qiáng)、反應(yīng)能壘高，導(dǎo)致其難以斷裂[49-50]。這類塑料廢棄物可利用熱裂解、催化裂解及高級氧化等技術(shù)實現(xiàn)廢塑料C C長鏈斷裂與重組。此外，塑料廢棄物的聚合度對于回收方法也有一定的影響。高聚合度的塑料分子鏈較長，可能需要更高的溫度或催化條件才能有效降解。低聚合度的塑料較易降解，適合較為溫和的轉(zhuǎn)化工藝。

塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為高值化學(xué)品的過程是一個復(fù)雜的反應(yīng)體系，涉及多種反應(yīng)機(jī)制，包括裂解、重組、重排等。高值化學(xué)品的選擇性不僅與反應(yīng)條件（如溫度、壓力、電場、光照等）密切相關(guān)，還受到催化劑類型、反應(yīng)介質(zhì)等多種因素的影響。不同類型的塑料廢棄物在采用不同的升級再造技術(shù)和反應(yīng)條件時，其反應(yīng)機(jī)理存在顯著差異，從而直接影響最終產(chǎn)物的選擇性。簡單來說，塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為高值化學(xué)品的路徑主要有直接轉(zhuǎn)化和間接轉(zhuǎn)化[7]。直接轉(zhuǎn)化是利用化學(xué)或生物手段，通過活化或斷裂塑料廢棄物特定化學(xué)鍵，將其高效轉(zhuǎn)化為高值化學(xué)品。這是因為塑料高分子是由重復(fù)單元組成，單元之間通過特定的化學(xué)鍵（C C、C O、C N等）相連，這種高度有序的結(jié)構(gòu)使得能夠針對單體內(nèi)部或單體間的特定化學(xué)鍵進(jìn)行精確斷裂，從而實現(xiàn)對聚合物的高選擇性直接轉(zhuǎn)化。間接轉(zhuǎn)化是塑料廢棄物先轉(zhuǎn)化為單體、低聚物、衍生物及其他中間體等平臺小分子，再通過一系列的生物或化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品[51-52]。

2 塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為高值化學(xué)品

化學(xué)品（如低碳烯烴、芳香烴、酸類及單體等）是化學(xué)工業(yè)中的關(guān)鍵原料，廣泛應(yīng)用于日常消費(fèi)品、工業(yè)產(chǎn)品、醫(yī)藥和農(nóng)藥等領(lǐng)域的生產(chǎn)。因此，將塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為化學(xué)品不僅能滿足市場對高品質(zhì)化學(xué)品日益增長的需求，還能為塑料回收行業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。目前，已有大量的研究致力于利用塑料廢棄物高值化利用技術(shù)，通過直接或間接的方式實現(xiàn)了將塑料廢棄物轉(zhuǎn)化成烯烴、芳香烴、酸類及小分子單體等高值化學(xué)品（表2）[41，53-54]。

2.1 塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為低碳烯烴

低碳烯烴通常指碳原子數(shù)不超過4的烯烴類化合物（烯烴是含有C C的有機(jī)化合物），如乙烯、丙烯及丁烯等。低碳烯烴在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要意義，是制造塑料、溶劑、藥物、化妝品等多種產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料，其下游產(chǎn)物廣泛應(yīng)用于日常生活。目前，制取低碳烯烴的方法主要有兩大類：石油路線和非石油路線。石油路線主要通過石油裂解等工藝來獲取低碳烯烴，該工藝能源消耗密集；非石油路線則通過一些新型的合成方法和技術(shù)，如甲醇制烯烴（DMTO）技術(shù)等來制取低碳烯烴[55]。利用塑料廢棄物制低碳烯烴不僅能節(jié)能減排，還能滿足國內(nèi)對低碳烯烴快速增長的需求，具有廣闊的應(yīng)用前景。

塑料廢棄物制低碳烯烴的研究主要集中在利用熱裂解和催化裂解技術(shù)轉(zhuǎn)化聚烯烴塑料。Kaminsky等[56]通過熱裂解技術(shù)從家用混合塑料廢棄物中制備得到低碳烯烴，其中乙烯、丙烯、丁烯收率分別為36%、15%、9%，500～550 ℃時可以有效回收PS，700～750 ℃時可以有效回收聚烯烴類塑料廢棄物。通常，塑料聚合物分子通過不斷的β位斷裂和分子內(nèi)氫轉(zhuǎn)移碳正離子機(jī)理熱解形成烯烴單體[57]。相比于熱裂解，催化裂解表現(xiàn)出更高的產(chǎn)品選擇性和轉(zhuǎn)化率，且蠟和焦炭的比例明顯較低。Schr?ter等[41]比較了熱裂解和催化裂解工藝轉(zhuǎn)化聚烯烴塑料為低碳烯烴的效能，發(fā)現(xiàn)400 ℃時直接熱解塑料廢棄物幾乎沒有產(chǎn)生有價值產(chǎn)物，而加入催化劑則有28.8%的高值化學(xué)品產(chǎn)量，600 ℃時乙烯和丙烯的轉(zhuǎn)化量從7.4% 增加到30%。反應(yīng)器對裂解過程中的傳熱和傳質(zhì)有重要影響。Artetxe等[58]使用兩步反應(yīng)（熱解-催化）工藝催化裂解高密度聚乙烯（HDPE）。該兩步工藝首先通過熱解錐形噴口床反應(yīng)器進(jìn)行熱裂解，在連續(xù)加熱過程中表現(xiàn)出良好的轉(zhuǎn)化性能，主要產(chǎn)物為由蠟組成的產(chǎn)品流。隨后，蠟流通過催化固定床反應(yīng)器，在ZSM-5沸石的催化作用下，轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)烴類化合物。在550 ℃的反應(yīng)條件下，輕質(zhì)烯烴的轉(zhuǎn)化率達(dá)到62.9%，其中乙烯、丙烯和丁烯的產(chǎn)量分別為40.4%、19.5%和17.5%。

2.2 塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為芳香烴

芳香烴是芳香族化合物中的烴類成分，可作為許多化工過程中的重要原料、溶劑或添加劑，廣泛應(yīng)用于樹脂、橡膠的合成以及醫(yī)藥、農(nóng)藥和各類添加劑的生產(chǎn)等工業(yè)領(lǐng)域。芳香烴最初的生產(chǎn)原料為煤焦油，隨著石油催化重整技術(shù)的成熟和規(guī)模化，石油逐漸成為芳香烴的主要來源。芳烴可以分為單環(huán)芳烴及多環(huán)芳烴。其中，許多單環(huán)芳烴具有更高的經(jīng)濟(jì)及應(yīng)用價值，如苯（Benzene，B）、甲苯（Toluene，T）、乙苯（Eth?ylbenzene，E）、二甲苯（Xylene，X）及苯乙烯等，其市場規(guī)模僅次于乙烯和丙烯。

塑料熱解油含有大量的芳香族化合物，是制備芳香烴的良好原料。Gaurh等[59]用ZSM-5催化裂解PE制備芳香烴，研究結(jié)果表明，當(dāng)催化溫度為700 ℃時，油相收率達(dá)到了46.36%，芳烴中BTX 組分的產(chǎn)率從熱裂解工藝的6.54%提高到35.06%。López等[60]研究了酸性的ZSM-5和堿性的赤泥對塑料廢棄物催化裂解的影響。研究結(jié)果表明，ZSM-5對BTEX產(chǎn)物的選擇性更高，比赤泥高27.4%，但是ZSM-5催化下的熱解油產(chǎn)率相比赤泥降低了17.2%，并且ZSM-5催化下產(chǎn)生了更多的積炭，易導(dǎo)致催化劑失活。

從裂解油中提取芳香烴通常需要在能源密集條件下進(jìn)行，這會消耗大量能源，不利于碳減排。因此，有研究探討了將塑料廢棄物直接轉(zhuǎn)化為芳香烴的可行性，以期降低能源消耗并提高轉(zhuǎn)化效率。Li等[61]制備出了可以高選擇性地將聚苯乙烯廢物轉(zhuǎn)化為乙苯的Co-N-Ni 雙原子催化劑。相比于單原子催化劑Co-SA 和Ni-SA，Co-N-Ni 表現(xiàn)出更優(yōu)異的降解性能，對PS的轉(zhuǎn)化率為95.2%，乙苯得率為91.8%，該催化體系對不同分子量的PS具有廣泛的適用性。研究中還檢測了Co-N-Ni對實際塑料廢棄物（如一次性塑料杯、一次性食品容器、保溫泡沫等聚PS塑料制品）的升級轉(zhuǎn)化效能。結(jié)果顯示，塑料廢棄物轉(zhuǎn)化率約90%，乙苯得率均超過86%。Zhang 等[62]使用負(fù)載鉑的γ-氧化鋁催化劑（Pt/γ-Al2O3）在280 ℃下基于串聯(lián)氫解/芳構(gòu)化反應(yīng)將廢棄PE轉(zhuǎn)化為高價值的長鏈烷基芳烴和烷基環(huán)烷烴，這些液體或者蠟狀產(chǎn)物可進(jìn)一步用于生產(chǎn)表面活性劑、潤滑劑、制冷劑和絕緣油。

為精確調(diào)節(jié)反應(yīng)途徑，以生產(chǎn)高經(jīng)濟(jì)價值的目標(biāo)產(chǎn)物，同時抑制不需要的副產(chǎn)品，Xu等[21]針對PS廢棄物提出了兩步反應(yīng)策略，即“分解-升級”，第一步反應(yīng)先將塑料分解為小分子中間體，即“分解反應(yīng)”，而第二步則通過“升級反應(yīng)”將這些小分子中間體進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為高價值的目標(biāo)產(chǎn)物。在研究中，首先在常溫常壓條件下，利用AlCl3 催化劑對PS進(jìn)行光降解，生成芳香烴類化合物。隨后，這些芳香烴與二氯甲烷反應(yīng)，生成二苯甲烷。該分解-升級策略可推廣至其他高價值化學(xué)品的制備，例如二苯酮、1，2-二苯基乙烷和4-氧代-4-苯基丁酸。該研究還成功地實現(xiàn)了10g和1 kg級別的聚乙烯塑料廢棄物有效降解和升級再造，對雜質(zhì)展現(xiàn)出了較強(qiáng)的抗干擾能力。另外，研究還評估了該工藝的經(jīng)濟(jì)可行性，以PS升級回收為二苯甲烷為例，其內(nèi)部回報率（IRR）為22.75%，回報周期（PBP）為4.49 a，平均投資回報（ROI）17.25%。敏感度分析表明，在二苯甲烷市場和原材料初級市場產(chǎn)生30% 的價格大幅波動時，IRR 依然大于10%，表明該工藝具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)可行性和市場穩(wěn)定性。

2.3 塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為酸類

短鏈脂肪酸（SCFA）是碳鏈為1～5個碳原子的飽和脂肪酸，包括甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸。它們通常是通過微生物發(fā)酵，尤其是腸道微生物發(fā)酵食物中的纖維和碳水化合物時產(chǎn)生的。短鏈脂肪酸是一種重要的化學(xué)品，在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用。塑料廢棄物升級再造策略為短鏈脂肪酸的工業(yè)化生產(chǎn)提供了一條新思路。Zhou等[63]在不銹鋼管式間歇反應(yīng)器中利用高溫（200～350 ℃）水熱條件激發(fā)H2O2產(chǎn)生高活性自由基攻擊PP 的惰性C C 結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)水熱溫度從250 ℃提升到300 ℃時，短鏈脂肪酸（甲酸、乙酸、丙酸、丁酸和戊酸）的產(chǎn)量從1.8%增加到18.8%。為進(jìn)一步提高目標(biāo)產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率和純度，科研工作者相繼開發(fā)了電化學(xué)、光催化和光電催化技術(shù)。

甲酸具有較強(qiáng)的抗菌性，可用作食品防腐劑，尤其是在動物飼料中，也可用于合成甲酸鹽、甲酸酯等化學(xué)產(chǎn)品，如甲酸鈉（用于防腐、清潔劑等）。有學(xué)者利用電化學(xué)、光電催化實現(xiàn)了塑料廢棄物到甲酸及其衍生物的突破。Zhang等[64]開發(fā)了一種納米陣列材料（Pd-NiTe/NF），該材料對PET表現(xiàn)出了優(yōu)秀的升級再造潛力，可以實現(xiàn)陽極產(chǎn)生甲酸鹽（95.6%）、陰極析氫（98.6%）。Pd-NiTe/NF 的高活性和高穩(wěn)定性歸因于通過引入Pd原子形成的界面異質(zhì)結(jié)構(gòu)，以及Pd和NiTe 之間的強(qiáng)界面電子相互作用，二者的協(xié)同效應(yīng)顯著促進(jìn)了PET衍生物乙二醇的氧化反應(yīng)，生成甲酸酯并釋放H2。Li等[37]采用Ni（OH）x催化劑，合理調(diào)節(jié)光生空穴的氧化能力，避免了光生空穴強(qiáng)氧化性導(dǎo)致塑料廢棄物礦化為CO2的問題，實現(xiàn)了塑料廢棄物定向轉(zhuǎn)化成所需的高附加值產(chǎn)品。研究利用可見光活性Fe2O3/Ni（OH）x光電極實現(xiàn)了PET 塑料的高效、高選擇性的轉(zhuǎn)化，該過程中法拉第效率達(dá)100%，可將PET水解產(chǎn)物選擇性氧化為甲酸或甲酸鹽。

乙酸是許多化學(xué)品生產(chǎn)的重要原料，如用于生產(chǎn)聚乙烯醇、涂料、黏合劑的醋酸乙烯酯，作為溶劑、清潔劑、食品添加劑的醋酸，以及用于制造薄膜、涂料、光學(xué)鏡頭的醋酸纖維素。Lan等[44]報道了一種利用電化學(xué)實現(xiàn)聚乳酸（PLA）制備醋酸纖維的轉(zhuǎn)化策略。在高電流密度（100 mA·cm-2）條件下，硒化鎳納米片催化劑（NiSe2/NF）可將廢棄PLA電氧化為醋酸鹽，轉(zhuǎn)化過程具有高法拉第效率（約95%）和出色的穩(wěn)定性（100 h）。另外，通過與陰極二氧化碳還原反應(yīng)耦合，羧酸（包括乙酸和甲酸）的總法拉第效率高達(dá)190%。進(jìn)一步的研究闡明了乳酸的轉(zhuǎn)化路徑，即乳酸首先脫氫生成丙酮酸，然后C C鍵優(yōu)先裂解形成CH3CO，進(jìn)而形成乙酸。

苯甲酸是最簡單的芳香酸，是一種重要的化工原料及化學(xué)反應(yīng)中間體，主要用于制備苯甲酸鈉防腐劑，并用于合成藥物、染料，還用于制增塑劑、媒染劑、殺菌劑和香料等。Luo等[65]發(fā)現(xiàn)硝酸可將苯環(huán)上的甲基氧化為羧基，據(jù)此提出了用硝酸這種廉價的氧化劑將PS廢棄物氧化為苯甲酸的策略，該轉(zhuǎn)化過程可在溫和的反應(yīng)條件下進(jìn)行且不需要額外的催化劑。研究發(fā)現(xiàn)硝酸轉(zhuǎn)化PS 為苯甲酸的轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)90%，且?guī)缀鯖]有其他副產(chǎn)物產(chǎn)生。此外，用實際聚苯乙烯塑料制品檢測的結(jié)果表明，該策略對不同形態(tài)、不同顏色的聚苯乙烯塑料制品均有同樣良好的轉(zhuǎn)化效果。

在塑料廢棄物升級回收研究中，高級氧化技術(shù)也表現(xiàn)出了優(yōu)秀的潛力。Lin等[66]制備了分級多孔氮化碳負(fù)載單原子鐵催化劑（FeSA-hCN），在水熱輔助條件下激活H2O2實現(xiàn)了塑料降解同步產(chǎn)氫。該策略有效解決了塑料污染問題并提供了綠色產(chǎn)氫新途徑。研究表明該工藝能在中性pH 環(huán)境將超高分子量的PE幾乎完全降解，生成C3～C20有機(jī)化合物，產(chǎn)物中羧酸的選擇性達(dá)64%。

2.4 塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為醇、醛及其他化學(xué)品

聚烯烴熱解油中含有大量的烯烴，通過加氫甲?；梢援a(chǎn)生醛，而醛又可以轉(zhuǎn)化成一系列的化學(xué)品，包括醇、羧酸和胺等[9]。Li等[67]的研究表明加氫甲?；梢詫峤庥椭?0%以上的烯烴轉(zhuǎn)化成醛，然后這些醛可以還原成一元醇和二元醇、氧化成一元羧酸和二元羧酸，或通過均相催化和異相催化胺化成一元胺和二元胺。從石油中生產(chǎn)烯烴需要經(jīng)過蒸汽裂解等多種能源密集型化學(xué)步驟，而與使用石油原料生產(chǎn)化學(xué)品工藝相比，該工藝可減少約60%的溫室氣體排放。此外，通過將熱解油分餾成不同的餾分，然后對每個餾分進(jìn)行加氫甲?；蜌浠梢陨a(chǎn)出單醇含量小于500 mg·L-1的高純度二元醇。進(jìn)一步分離可得到高純度的單醇（如己醇91%）或二元醇（如庚二醇99.5%）。

PVC 塑料全球產(chǎn)量排名第三，僅次于PE 和PP。然而，PVC中含有的氯元素成為塑料廢棄物回收和升級再造的主要障礙，尤其是在含PVC 的混合塑料回收過程中，這一問題更加復(fù)雜。聚氯乙烯及其相關(guān)聚合物的高氯含量可能導(dǎo)致催化劑中毒，并在轉(zhuǎn)化過程中生成有害氣體（如二噁英、氯化物等），從而引發(fā)新的環(huán)境風(fēng)險。因此，為了有效地解聚含氯混合塑料，在解聚過程之前或過程中開發(fā)耐氯轉(zhuǎn)化系統(tǒng)或?qū)嵤┯行У拿撀炔襟E至關(guān)重要。Gao等[26]提出了室溫條件下使用離子液體（[C4Py]Cl-AlCl3）對PVC和PP混合塑料廢棄物共升級回收的新策略，該方法無需外部H2或貴金屬催化劑，能夠?qū)⒒旌纤芰限D(zhuǎn)化為無氯液體烴和副產(chǎn)物HCl。研究表明，[C4Py]Cl-AlCl3離子液體具有良好的耐氯性，PP-PVC 混合物的轉(zhuǎn)化率達(dá)到了100%，生成了由C4～C7（35.5%）、C8～C12（36.4%）和C13+（28.1%）組成的液體烴，同時產(chǎn)生HCl。

聚乳酸（PLA）塑料是一種生物可降解塑料，因其來源于可再生資源并具有良好的環(huán)境降解性能，常被視為應(yīng)對塑料污染問題的潛在解決方案。然而，其在實際環(huán)境中的降解速度非常緩慢，并且最終以CO2和H2O的形式釋放，造成了巨大的資源浪費(fèi)。Sun等[68]報道了一種可將聚乳酸廢棄物高效率、高選擇性地轉(zhuǎn)化為甲基丙烯酸甲酯的兩步催化工藝。首先，在甲醇溶液中（無外加H2），聚乳酸在alpha-MoC催化劑作用下，通過醇解和加氫脫氧過程轉(zhuǎn)化為丙酸甲酯（轉(zhuǎn)化率gt;99%，選擇性約98%）；隨后在Cs-La/SiO2 催化劑作用下，丙酸甲酯向甲基丙烯酸甲酯高效轉(zhuǎn)化（轉(zhuǎn)化率gt;80%，選擇性約90%）。此外，研究團(tuán)隊還使用聚乳酸吸管評估了聚乳酸兩步法轉(zhuǎn)化為甲基丙烯酸甲酯的效率，6 g聚乳酸吸管經(jīng)過兩步催化轉(zhuǎn)化可獲得2.5 g甲基丙烯酸甲酯和2.1 g丙酸甲酯。值得注意的是，整個反應(yīng)過程中無需外加H2。該研究為聚乳酸廢料的高效資源化轉(zhuǎn)化提供了重要的技術(shù)路徑。

2.5 塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為單體

塑料是由大量小分子單體通過聚合反應(yīng)形成的，將其解聚回單體并重新用于聚合物的制造是理想的塑料循環(huán)策略。這一方法實現(xiàn)了塑料廢棄物的閉環(huán)回收。美國的一項研究證明了“單體-聚合物-單體”理論轉(zhuǎn)化路徑的可行性。Abel等[69]提出了一種利用環(huán)縮醛的可逆失活聚合反應(yīng)制備化學(xué)可再生塑料的方法。通過這個方法合成了聚（1，3-二氧戊環(huán)）（PDXL），其拉伸強(qiáng)度可與某些商品聚烯烴相媲美，使用強(qiáng)酸催化劑解聚PDXL，能以幾乎100% 的收率回收單體?？s聚類塑料是目前商品化塑料的重要組成，也是塑料廢棄物中的重要成分，其單體之間通常以酯鍵、醚鍵和酰胺鍵等連接，相比于高化學(xué)惰性的C C鍵，更容易斷裂。因此，縮聚類塑料是“單體-聚合物-單體”理論轉(zhuǎn)化路徑的良好研究對象。此外，許多塑料的單體本身是重要的化學(xué)品或化工原料，它們通過化學(xué)反應(yīng)或生物轉(zhuǎn)化過程生成其他化學(xué)品，這也促進(jìn)了塑料廢棄物的開環(huán)回收。如PET、PU 分子結(jié)構(gòu)中含有的乙二醇（EG）、對苯二甲酸（TPA）、對苯二甲酸酯（DMT）和己二酸（AA）等小分子單體在化工生產(chǎn)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

以EG 為前體制備乙醇酸（EA）是其高值轉(zhuǎn)化的重要途徑之一，EA可作為藥物中間體、染料和食品添加劑等，被廣泛應(yīng)用于化工、制藥等各個領(lǐng)域。Yan等[45]在中等電位（326.2 mA·cm-2，1.15 V vs RHE）下，利用氫氧化鎳負(fù)載Au的電催化劑[Au/Ni（OH）2 ]實現(xiàn)了EA的高選擇性（91%）。研究發(fā)現(xiàn)，EA可以通過其相鄰的羥基在[Au/Ni（OH）2 ]表面富集，顯著增加了局部濃度，從而提高了電流密度。此外，為了驗證上述結(jié)論，研究者設(shè)計了一種在工業(yè)級電流下運(yùn)行的雙電極無膜流電解器，以實際PET塑料油瓶作為升級轉(zhuǎn)化對象，獲得13.7 g（81.6%）EA和9.4 L H2。該研究揭示了以可持續(xù)方式從廢物中同時生產(chǎn)有價值的化學(xué)品和H2燃料的潛在方法。

二甲酸鉀（KDF）能抑制大腸桿菌、沙門氏菌等有害微生物的繁殖，促進(jìn)動物生長，是一種理想的非抗生素類飼料添加劑，可替代抗生素促生長劑。Zhou等[36]采用非貴金屬鈷鎳磷化物（CoNi0.25P）作為電催化劑實現(xiàn)了對PET的升級再造，高附加值產(chǎn)物包括對苯二甲酸（PTA）和二甲酸鉀（KDF）以及H2。在高電流密度500 mA·cm-2（電池電壓1.8 V）下，法拉第效率和甲酸鹽選擇性均大于80%。PET轉(zhuǎn)化步驟分為三步：（1）PET 在KOH 電解液中水解為對苯二甲酸和乙二醇單體；（2）PET水解液中的乙二醇在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，選擇性斷裂C C鍵并生成甲酸鹽，同時水在陰極還原生成H2；（3）向電解液中加入甲酸，過濾得到高純度的TPA，濾液進(jìn)一步濃縮結(jié)晶得到KDF。

DMT 在化學(xué)品市場有廣泛的應(yīng)用，可用于生產(chǎn)聚酯塑料或進(jìn)一步氫化為具有工業(yè)潛力的1，4-環(huán)己烷二甲醇（CHDM）。銅作為C O鍵加氫的激活催化劑，對C C鍵的斷裂保持不活躍，從而表現(xiàn)出一定的選擇性[70]。Zhang 等[71]開發(fā)了一種低能耗、高效率的Cu 基催化劑催化甲醇醇解PET 廢棄物生成高價值DMT 單體的方法。該工作比較了浸漬法、氨蒸發(fā)法和水熱法分別制備的Cu/SiO2催化劑對PET的解聚效能，浸漬法制備的Cu/SiO2 表現(xiàn)出最高的活性，在200 ℃時，PET轉(zhuǎn)化率和DMT選擇性分別達(dá)92.35%和99.0%。此外，研究還揭示了Cu/SiO2 催化甲醇分解PET可能的反應(yīng)機(jī)理：Cu+引發(fā)了對PET長鏈上碳基團(tuán)的攻擊，并增強(qiáng)了解聚反應(yīng)過程中的親核攻擊，而Cu0易與甲醇的羥基發(fā)生作用，導(dǎo)致甲醇羥基中的氧原子與PET的C O基團(tuán)的碳原子之間形成新的酯基。

許多研究表明，微生物對塑料制品也具有良好的降解和轉(zhuǎn)化能力。Tiso 等[72]提出了一種通過生物技術(shù)將PET轉(zhuǎn)化為聚羥基脂肪酸酯（PHA）和新型生物基聚氨酯（bio-PU）的新策略，為PET的生物回收提供了新的途徑。首先，利用聚酯水解酶（LCC），在70 ℃的溫度下快速酶解PET，生成高純度的TA和EG；TPA和EG 在工程菌Pseudomonas. GO16 作用下轉(zhuǎn)化為PHA，通過工程改造，該菌株還能夠分泌羥基烷酰氧基烷酸酯（HAAs），這些HAAs 可作為單體合成bio-PU。此外，TPA 還可通過工程大腸桿菌轉(zhuǎn)化為其他高價值分子（焦性沒食子酸、沒食子酸、黏康酸、兒茶酚和香草酸），這些產(chǎn)物以原兒茶酸作為關(guān)鍵中間體，摩爾轉(zhuǎn)化率為32.7%～92.5%，EG也可以通過Glucono?bacter oxydans 或P. putida 菌株加工成EA[11，31，73]。PU是由多元醇、異氰酸酯和其他添加劑聚合成的，解聚時會產(chǎn)生大量有機(jī)化合物，包括芳烴、酸、醇、胺等，這些產(chǎn)物在化工生產(chǎn)中具有潛在的應(yīng)用前景[72，74]。Utomo等[48]提出了一種利用混合微生物升級轉(zhuǎn)化PU廢棄物的技術(shù)路線，通過三株P(guān)seudomonas putida KT2440衍生菌株將PU水解產(chǎn)物（如乙二醇、丁二醇和己二酸）加工生成鼠李糖脂，利用Pseudomonas sp. TDA 1將會抑制該轉(zhuǎn)化過程的2，4-甲苯二胺（TDA）從反應(yīng)體系中萃取出來，從而加速反應(yīng)。鼠李糖脂是一種高活性生物表面活性劑，具有多種用途[75]。

3 結(jié)論與展望

3.1 結(jié)論

（1）塑料高分子材料按照聚合方式可以分為加聚型和縮聚型。大部分縮聚反應(yīng)可逆，加聚反應(yīng)不可逆。升級再造技術(shù)主要包括熱裂解、催化裂解、溶劑解聚法及電化學(xué)、光催化、光電催化和微生物轉(zhuǎn)化等新型技術(shù)。塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為高值化學(xué)品基本遵循“塑料廢棄物-單體、低聚物等中間體-高值化學(xué)品”或“塑料廢棄物-高值化學(xué)品”這兩條路徑。

（2）以塑料廢棄物為原料合成的低碳烯烴、芳香烴、酸類、醇類、醛類等有機(jī)化合物，可以作為化工原料或化學(xué)品，在醫(yī)藥合成、食品加工、塑料生產(chǎn)等多個工業(yè)領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價值。塑料單體可以作為化工原料，也可以遵循“單體-聚合物-單體”路徑再造塑料。這些研究不僅實現(xiàn)了“變廢為寶”的環(huán)境治理策略，還有力地響應(yīng)了“雙碳”目標(biāo)。

3.2 展望

化學(xué)品（如低碳烯烴、芳香烴、酸類及單體等）是化學(xué)工業(yè)中的核心需求，是制造多種日常消費(fèi)品、工業(yè)產(chǎn)品、醫(yī)藥和農(nóng)藥等的重要基礎(chǔ)。因此，將塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為化學(xué)品不僅能滿足市場對于高品質(zhì)化學(xué)品的需求，還能為塑料回收行業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。然而，目前塑料廢棄物定向轉(zhuǎn)化為化學(xué)品的技術(shù)尚處于實驗室階段或半批量規(guī)模，從實驗室規(guī)模過渡到大規(guī)模實施和商業(yè)化是一項重大挑戰(zhàn)。另外，塑料廢棄物成分復(fù)雜、分類困難、降解中間體種類繁多，要實現(xiàn)塑料廢棄物升級為高值化學(xué)品的高選擇性和高轉(zhuǎn)化率目標(biāo)，仍需開展大量研究以攻克這一技術(shù)難題。

未來的研究可集中于：（1）進(jìn)一步探究不同工藝及條件對塑料廢棄物生產(chǎn)化學(xué)品的轉(zhuǎn)化率、純度和成本等方面的影響，實際生產(chǎn)中需要依據(jù)不同情況選擇合適的轉(zhuǎn)化工藝。例如，在大規(guī)模生產(chǎn)中，選擇成本較低但純度稍低的工藝，而在特定高端化學(xué)品的生產(chǎn)中，優(yōu)先考慮純度更高的工藝。（2）設(shè)計合理的串聯(lián)升級再造系統(tǒng)，能夠按順序回收升級不同類型的塑料，如先溶解縮聚類塑料，從而輕松地將縮聚類塑料從混合物中分離，再升級回收其他類型的塑料，實現(xiàn)混合塑料的升級再造；（3）串聯(lián)化學(xué)-微生物升級轉(zhuǎn)化技術(shù)，先通過成熟的化學(xué)或生物降解技術(shù)將混合塑料轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的平臺小分子，然后再通過成熟的化學(xué)或升級轉(zhuǎn)化技術(shù)對平臺小分子進(jìn)行升級改造。（4）塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為高值化學(xué)品，雖然可以減少塑料廢棄物的環(huán)境負(fù)擔(dān)，但也伴隨著一定的環(huán)境風(fēng)險。為了有效防控這些風(fēng)險，須在全生命周期內(nèi)進(jìn)行環(huán)境管理，從塑料廢棄物的選擇、處理，到轉(zhuǎn)化過程中的污染控制，再到最終產(chǎn)品的回收與再利用，每一個環(huán)節(jié)需要采取科學(xué)的風(fēng)險防控措施，確保塑料廢棄物轉(zhuǎn)化過程在環(huán)保和資源可持續(xù)性方面取得平衡。

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（責(zé)任編輯：宋瀟）