清华教授领衔发明塑料垃圾“升级回收”技术，净收入达350美元/吨(2)
“目前，塑料回收的瓶颈主要在于整个工艺的经济可行性。与降级回收和单体回收相比，升级再造是一种具有前景的处理塑料的新策略，可以将废弃塑料看成一种可利用的碳基资源，通过催化反应将其转化为具有更高价值的产物，在未来有可能补偿高额的成本。”
而本项工作中提出的电催化废弃 PET 塑料升级再造的新策略，验证了由废弃 PET 制备高附加值的对苯二甲酸、二甲酸钾和氢气反应的可行性。通过工艺的整合以及产物价值的提高，使得该电催化 PET 升级再造策略具有潜在的经济可行性。在反应产物中，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，是一种理想的非抗生素类饲料添加剂，可替代抗生素促生长剂，已于 2001 年由欧盟批准使用。
例如有研究表明，二甲酸钾在猪饲料中的应用能起到抗生素的作用，如提高仔猪平均日增重、饲料转化率，降低仔猪腹泻率、死亡率等，同时这种促生长作用在生长肥育猪中也很明显。“随着我国采取立法手段禁用饲料添加抗生素，二甲酸钾在国内具有广阔的市场发展空间。”
距规模化应用还有一段路要走
每一项科学技术从诞生到最终实现工业化都是一个漫长的过程。
段昊泓课题组研究人员表示，这项技术从实验室规模迈向工业规模的关键之一，在于流动反应器的设计和优化。
当前，他们团队正在开发的新型无膜电堆，具有成本的，可规模化等优点，已经取得一些重要的研究进展，研究工作待发表，他们希望通过不断地优化催化剂、反应器、操作条件等，最终实现废弃资源转化的工业应用。
在塑料回收技术领域，如何提高废弃塑料升级再造整体工艺的经济可行性是难题之一。此外，对于化学惰性的塑料如聚乙烯，如何提高催化反应的性能也存在巨大挑战。“为克服这些问题，一方面需要通过开发新反应路径、合成新催化剂来实现高值产品的生产；另一方面是通过工艺的不断优化，降低生产成本。”
据了解，段昊泓课题组近几年的科研侧重致力于可再生能源（风电、太阳能）驱动的废弃资源（生物质、塑料、二氧化碳）催化转化，实现废弃资源的高值利用。
未来 3-5 年的科研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。目前课题组与来自北京化工大学的科研团队展开了合作，同时希望与更多来自国内外的科研团队和企业建立合作关系。
科技改变生活。在未来，这项研究的持续突破或将进一步改善工业界对塑料垃圾的治理和回收工作。
参考资料：
https://www.nature.com/articles/s41467-021-25048-x
https://core.ac.uk/download/pdf/41340432.pdf
https://www.cas.cn/kj/201707/t20170720_4609157.shtml
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