塑料给人们日常生活带来诸多便利，但与日俱增的塑料废弃物造成的环境污染也日益严重，如何经济、有效回收和利用塑料备受关注。

由中国清华大学化学系副教授、博士生导师段昊泓领衔科研团队最新研究提出一种以电化学升级回收塑料的可持续解决方案，可将塑料回收转化为价值更高的化学材料和氢燃料，从而有助于管理塑料污染，并具有清除塑料垃圾变废为宝的应用潜力。这项“将塑料经济地升级回收为化学材料和燃料”的成果论文，北京时间17日夜间在国际学术期刊《自然-通讯》上线发表。

电化学升级回收塑料 每吨净收入约350美元

该科研团队通过使用地球储量丰富的镍基和钴基催化剂，在室温下促进聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料转化为价值更高的产品。这种催化剂达成高效升级回收和高产物选择性，使得产物容易分离。

经过电解和产物分离，科研团队将1公斤固体塑料转化为具有商业价值的固体化学物质，如常用于饲料的二甲酸钾以及氢气燃料。与传统的塑料升级回收技术通常需要高温加热、过程中还会产生复杂的混合产物且分离它们代价高昂相比，最新研究成果的应用具有经济可行性，评估其升级回收1吨塑料垃圾的净收入约350美元。

段昊泓通过网络接受中新社记者采访介绍说，PET塑料主要用途是饮料包装和织物，如常见的矿泉水瓶等，也属于白色污染的一种。目前，PET年产量为6500-7000万吨，约占总塑料产量的17%，仅次于聚乙烯。因此，针对废弃PET塑料的升级回收是十分重要的科学和社会问题。

科研团队通过研究和实验发现，PET的聚酯结构使其可以很容易在碱性电解液中水解为对苯二甲酸和乙二醇，这一过程有望与电催化氧化裂解耦合，实现从PET制备高价值化学品。基于此，研究团队以二甲酸钾作为终产物，降低分离成本并具有高附加值。

据了解，二甲酸钾具有生物活性，能抑制大肠杆菌、沙门氏菌等有害微生物的繁殖，可以促进动物生长，是一种被多个国家批准用于替代动物饲料抗生素的商业化学品。随着中国采取立法手段禁止饲料添加抗生素，二甲酸钾在国内具有广阔应用前景。

“每一项科学技术从诞生到产业化都不是一蹴而就的。”段昊泓坦言，在最新研究工作中，科研团队首先证明PET塑料升级回收工艺的可行性，也意识到亟待解决的多个问题：一是流动电解池的设计和优化，这是从实验室规模迈向工业规模的关键步骤；二是分离纯化工艺的优化，通过提高产物收率进而增加收益；三是高效催化剂的开发，提高催化剂的选择性，降低成本。“我们希望通过不断地优化催化剂、反应器、工艺条件等，从而增益降本，最终实现废弃塑料资源转化的工业应用”。

他透露，科研团队未来几年的攻关目标，包括合成高效催化剂、深入研究反应机理、开发新反应路径以及设计与优化反应器等方面。同时，还将积极与中外研究团队和相关企业建立合作关系，推进PET塑料升级回收工艺的规模化应用和长期稳定性评价。

美国成全球最大塑料垃圾产生国

根据美国《华盛顿邮报》、英国《卫报》近日综合报道，美国国会近日发布的一份报告称，美国是世界上产生塑料垃圾最多的罪魁祸首，该国迫切需要一项新战略来遏制最终进入海洋的大量塑料。

报告指出，廉价、多功能塑料的出现造成了“全球范围内似乎无处不在的塑料垃圾泛滥”。美国是一次性塑料的主要贡献国，大量塑料会进入海洋，缠绕海洋生物使其窒息而亡，危害生态系统，并将有害污染物带入食物链上游。

根据这项分析，美国对垃圾泛滥的贡献比其他任何国家都多。自1960年以来，美国的塑料垃圾急剧增加，目前美国每年产生约4200万吨塑料垃圾，超过了整个欧盟成员国产生垃圾的总和。这相当于美国人均产生约130公斤的垃圾。报告发现，美国产生的城市垃圾总量也是世界上可比国家的2—8倍。

报告称，美国回收垃圾的基础设施未能跟上美国塑料垃圾的巨大增长，其垃圾填埋场存在乱扔、乱倒垃圾以及垃圾处理效率低下等问题。研究人员估计，美国每年有113万至224万吨塑料垃圾泄漏到环境中。由于跟踪过程中的数据差异，总浪费量可能会更大。

“塑料垃圾是一种环境和社会危机，从源头到海洋，美国都需要坚决解决问题。”美国国家科学院委员会主席、蒙特雷湾水族馆首席保护和科学官玛格丽特·斯普林表示，“美国产生的塑料垃圾有很多后果，影响内陆和沿海社区，污染河流、湖泊、海滩、海湾和水道，给弱势群体带来社会和经济负担，危及海洋生物栖息地和野生动物，污染人类赖以生存的水域。”

塑料回收市场迎来机遇 产值有望过千亿

最新数据显示，2020年我国塑料产量为1亿多吨，但废塑料的回收再生量仅为1600万吨左右，占比仅为1/5。此次的“治理方案”中提出的重要任务就是推进塑料废弃物规范的回收利用和处置，目前的技术方向如何？又将诞生哪些新的商业机会？

我们日常所见到的，洗衣机的配件、饭盒、便签夹、米的包装袋都可以实现塑料的回收，在“十四五”期间我国塑料回收的比例将大幅度提高。

中国石化北京化工研究院高级工程师 徐萌：对车来说大概60%到70%的塑料件是可以实现回收的，其它的部件我们正在研究，比如轮胎的回收技术，还有一些复合材料的回收技术，这些都在开发中。

记者了解到，目前在消费品领域，普通饮料瓶的回收占比最大，达到24%以上，达到380万吨左右。为了实现大批量回收，在上海，全国首条用再生塑料为原材料的“塑料道路”已经投入使用，铺设道路使用了超过6000个牛奶瓶等塑料废弃物和沥青组成的新型聚合物材料。

蒙牛集团总裁 卢敏放：我们重新使用被回收的PET（塑料）瓶，把它做成一条真正可以行走的道路，同时我们要推动整个塑料可回收体系的建设。

据统计，2020年我国规模以上塑料制品产量超过7600万吨，但预计回收再生量为1600万吨左右，业内预计到2025年，国内废塑料回收再生量将在2500万吨左右。

中国物资再生协会再生塑料分会秘书长 王永刚：这个应用领域非常广泛，包括纺织、包装、电子、汽车各个领域，预计我们达到可再生材料的产值在千亿元左右。

文章来源：科技日报，中国新闻网，央视财经