每年全球生產超過4億噸塑料,廣泛應用于包裝、家居、汽車、電子產品等各個領域,極大地便利了人們的生活。但與此同時,絕大部分廢棄塑料因難以高效回收,長期滯留于自然環境中,造成了嚴重的塑料污染,不僅破壞了生態環境,還造成了大量的資源浪費,成為困擾全球環境治理的一大難題。近日,我國科研團隊成功研發全新技術,將生活和工業中產生的復雜、難處理的混合廢塑料,轉化為多種高價值化學品,打破了傳統塑料回收的技術局限,為塑料污染治理和資源循環利用開辟出全新道路。
塑料污染已成為全球性的環境問題,廢棄塑料在自然環境中難以降解,會持續污染土壤、水體和空氣,威脅生態系統和人體健康。據統計,全球每年產生的廢棄塑料中,僅有不到10%能夠被有效回收利用,其余大部分要么被填埋、焚燒,要么流入自然環境,形成“白色污染”。傳統的塑料回收方式存在諸多局限,要么需要經過繁雜的“挑干凈、分品種”分揀過程,耗時耗力、成本高昂;要么只能通過熱解、焚燒等方式處理,不僅利用率低,還會產生二次污染,無法實現資源的高效循環利用。
面對廢塑料回收的技術瓶頸,我國科研團隊聯合開展攻關,開發出全新“正交轉化”策略,成功破解了混合廢塑料回收難題。簡單來說,這一技術就是利用核磁共振技術,像“做體檢”一樣對混合廢塑料中的各種關鍵化學結構進行精準識別,再根據這些結構的不同“化學”特性,定制專屬“化學反應”,一批一批、有步驟地逐步轉化,最終將復雜的混合塑料變成多種高附加值化學品,實現“變廢為寶”。更重要的是,這一技術無需對混合廢塑料進行復雜且低效的分類和分揀過程,大幅降低了回收成本,提高了回收效率。
科研團隊介紹,混合廢塑料的成分復雜,包含聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等多種不同類型的塑料,傳統技術難以對其進行高效轉化。而“正交轉化”策略通過精準識別不同塑料的化學結構,利用特異性化學反應,將不同類型的塑料分別轉化為對應的高附加值化學品,實現了混合廢塑料的高效資源化利用。目前,團隊利用塑料結構中存在的高度有序的碳氫結構,已直接從真實的混合廢塑料樣品中高效制備出苯甲酸、乳酸、雙酚A、丙氨酸等多種重要化工原料,這些化工原料可廣泛應用于醫藥、食品、新材料等領域,大幅提升了廢塑料資源化的經濟性和環境效益。
這一技術成果已在國際學術期刊《自然》雜志發表,得到了國際業內專家的高度認可。專家表示,這一技術突破不僅解決了混合廢塑料回收的世界性難題,還為塑料污染治理提供了全新的思路和方法,推動塑料回收產業從“低端回收”向“高端資源化”轉型。與傳統塑料回收方式相比,“正交轉化”技術具有顯著的優勢:一是無需復雜分揀,降低了回收成本;二是轉化效率高,能夠將混合廢塑料高效轉化為高附加值化學品,提升了資源利用效率;三是無二次污染,整個轉化過程綠色環保,符合綠色低碳發展的要求。
廢塑料作為一種重要的碳資源,其高效資源化利用對于實現“雙碳”目標也具有重要意義。由傳統化石資源轉化產生的塑料,在使用廢棄后若能作為碳資源加以利用,可有效減少化石資源的消耗,降低碳排放。科研團隊表示,未來將繼續深化技術研發,優化轉化工藝,降低生產成本,推動這一技術的規模化應用,希望在減輕環境污染的同時,為實現“雙碳”目標探索新的路徑。
目前,我國塑料污染治理已進入攻堅階段,相關部門出臺了一系列政策,推動塑料污染全鏈條治理,鼓勵廢塑料回收利用產業發展。但廢塑料回收利用產業仍面臨技術落后、成本高昂、產業鏈不完善等問題,制約了產業的發展。這一新技術的突破,將為我國塑料污染治理提供強有力的技術支撐,推動廢塑料回收利用產業高質量發展,助力構建“資源—產品—廢棄物—再生資源”的循環經濟體系。
未來,隨著技術的不斷完善和規模化應用,混合廢塑料將不再是“環境負擔”,而是成為可循環利用的“寶貴資源”。科研團隊將加強與相關企業的合作,推動技術成果轉化,打造廢塑料資源化利用產業鏈,同時加強宣傳教育,引導公眾樹立塑料循環利用理念,減少一次性塑料使用,共同推動塑料污染治理,守護生態環境。