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  高分子塑料升級回收（Upcycling）是提升回收產品價值、降低碳排放、擴大回收利潤空間的重要方法。但目前塑料回收產品往往價值過低，從而導致回收的實際效果不達預期。在塑料升級回收過程中，如何實現高反應轉化率、高產物選擇性、高產物價值、高工業化潛力，以及高經濟利潤一直是困擾塑料升級回收的難題。這一問題的解決亟需交叉學科的思考。

圖1 聚合物升級回收的兩條思路

  為更好的解決塑料回收問題，弗吉尼亞理工暨州立大學Guoliang Liu課題組提出了一種新的思路。該課題組最近聯合美國加州Santa Clara University蔡港樹教授，以及中國東北財經大學許建軍教授在美國國家科學院院刊（PNAS）上發表了文章“Cascade degradation and upcycling of polystyrene waste to high-value chemicals”（文章號e2203346119，以下縮寫為文章）。文章的第一作者博士研究生許振。文章報道了一種新的分解-升級反應策略（degradation-upcycling, Deg-Up）。該策略通過兩步簡單反應實現了塑料垃圾升級回收，特別是聚苯乙烯從低價值到高附加值化工品的轉化。第一步反應先將塑料分解為小分子中間體（即“分解反應”degradation），再利用第二步“升級反應”（upcycling）將小分子中間體轉化為目標產物。該反應流程從而將困難的聚合物升級反應化簡為小分子中間體的升級反應，并且可以在沒有精密催化劑情況下的實現選擇性轉化。

圖2 PS到二苯甲烷的Deg-Up 升級回收

圖3 廢舊PS的批量升級回收以及TEA

  文章鏈接：

  https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2203346119

  Zhen Xu, Fuping Pan, Mengqi Sun, Jianjun Xu, Nuwayo Eric Munyaneza, Zacary L. Croft, Gangshu (George) Cai, and Guoliang Liu*, “Cascade Degradation and Upcycling of Polystyrene Waste to High-Value Chemicals”, Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 2022, 119, 34, e2203346119. DOI: 10.1073/pnas.2203346119.