浙大联合国际团队《自然》发文:无催化剂塑料降解新机制获突破
- 来源:橡塑装备
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- 发布时间:2026-07-16
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7月16日,浙江大学王勇教授团队联合英国卡迪夫大学、东京大学等国内外高校,在国际期刊《自然》发表塑料降解技术研究成果,颠覆了传统废塑料回收对高温高压及化学试剂的依赖。研究仅以水和氧气为反应介质,在温和条件下即可将废旧聚乙烯、聚丙烯及轮胎橡胶高效转化为高附加值有机酸产品,且反应过程不产生微塑料残留。

该发现的起点来自一次对照实验。博士生在常规降解实验中设置无催化剂空白组,原本性质稳定的聚乙烯却出现明显降解。经数十组交叉验证,团队确认无需任何催化剂即可实现降解,随后将研究重心转向揭示其内在机理。研究表明,当熔融塑料与水、氧气共同加热并搅拌形成微米级"水包油"液滴时,液滴界面因分子排列不对称而产生局域强电场,能够活化水分子并原位生成强氧化性的羟基自由基(•OH)。这些自由基逐步切断塑料中的碳-碳长链,定向转化为短链二元酸等高值化学品,全程仅需一百多摄氏度的温和条件。
当前全球年产塑料超4亿吨,现有化学回收技术仅能处理约9%的废塑料,且普遍依赖贵金属催化剂、能耗高、难以规模化。此次研究揭示的界面自发氧化机制,为塑料废弃物的高值化转化开辟了全新路径,无需催化剂的设计大幅降低了回收门槛与成本。
废塑料及废旧轮胎的化学回收长期受制于催化剂成本与反应条件苛刻,难以实现经济可行的规模化应用。该研究从基础界面科学出发,发现了一种不需要外加催化剂的降解路径,若能从中试放大和反应效率提升方面持续取得进展,有望显著降低废塑料化学回收的运营成本,并为橡胶等高分子废弃物的资源化利用提供新思路。这一发现也提示,在材料循环利用领域,对基础化学反应条件的重新审视仍可能催生具有实际应用潜力的技术突破。