聚氯乙烯（PVC）和聚烯烃（PE、PP）等难以降解的混合塑料废弃物，如何变废为宝、绿色循环？如今，在常温常压条件下，这些垃圾竟能一步高效转化为高附加值的燃油，且转化效率超过95%。
国际顶级期刊《科学》（Science）日前发表中国科学家牵头的这项突破性研究成果。来自华东师范大学化学与分子工程学院全重实验室的张伟研究员团队，联合德国慕尼黑工业大学约翰内斯·勒彻尔（Johannes A. Lercher）院士、美国太平洋西北国家实验室末顺·李（Mal-Soon Lee）教授等国际专家，成功开发出全球首创的这一室温催化转化技术。
审稿人认为，这项创新不仅攻克了含氯塑料回收的世界性难题，也为全球塑料污染治理提供了全新的解决方案。华东师大为该研究第一完成单位，张伟为第一作者兼通讯作者。
针对塑料污染，回收瓶颈凸显
随着全球需求持续增长，塑料产量快速攀升，累计产量已突破100亿吨，其中约80%最终成为垃圾，造成资源浪费并引发严重环境问题。
我国作为全球最大的塑料生产与消费国，废塑料治理形势严峻。目前国内废塑料存量突破10亿吨，年新增量逾6000万吨。从组分构成看腾思控股，聚烯烃（PE、PP）占比50%，聚氯乙烯（PVC）占比10%。这两大类塑料占比达六成，具有巨大的回收利用潜力。
然而，当前处理方式仍以填埋和焚烧为主，环境风险明显：填埋占用土地，并可能导致微塑料污染土壤和水体；而焚烧能耗高、附加值低，且碳排放大。尤其是PVC，因其高氯特性，焚烧过程中易生成二噁英等有毒物质。鉴于这一严峻形势，欧洲化学品管理局和美国环保署在2023年联合发布警示，将PVC列为需要重点监管的高风险材料。
这一背景下，塑料“升级回收”技术应运而生。该技术通过化学转化突破了传统回收的局限，能够将废塑料转化为高附加值产品，为循环经济提供最具潜力的解决方案。
塑料回收：垃圾变油。
单步低温转化，能耗降低七成
目前，含PVC的混合废塑料化学回收，仍面临重大技术挑战。传统的“脱氯—裂解”两步法，通常先用脱氯剂去除氯元素，再通过高温裂解生成燃料或化学品。但该工艺存在能耗高、成本大、脱氯不彻底导致催化剂中毒，以及油品收率低、残余氯超标等问题，这些瓶颈严重限制了PVC废塑料在“双碳”目标下的高效资源化利用。
针对这一难题，张伟团队从石油炼制工艺中获得关键启示，创新性地提出了塑料低温催化转化的新策略。传统石油加工包含两个核心步骤：高温催化裂化将重质油转化为轻质组分；低温烷基化反应提升油品质量。研究团队巧妙地将这两个工艺原理融合，首次提出“塑料催化裂解—烷基化耦合反应”的全新概念，并开发出一步法转化技术。
这项突破性技术实现了三大创新：一是反应条件革新，在常温下即可完成转化，能耗降低70%以上；二是工艺集成创新，将脱氯、裂解和烷基化三步反应整合为单一过程；三是资源协同利用，创造性地利用石化副产物作为反应介质，实现“以废治废”腾思控股，实现废塑料资源的高效增值利用。
实验数据显示，该技术可将混合废塑料一步转化为高标号汽油，碳原子利用率超过95%。这种“分子炼油”技术不仅大幅提升了塑料回收的经济性，也建立了完整的资源循环利用链条，为全球塑料污染治理提供了切实可行的解决方案。
PVC塑料垃圾在室温下的转化为高质量油品。
催化剂无毒害，中美企业验证
在技术设计上，团队高度关注工业化可行性，选择了一种名为离子液体的催化剂。该催化剂不仅价格低廉、活性高、腐蚀性低，而且操作安全可靠，已在美国雪佛龙与中石油的工业烷基化装置中得到验证。
该技术利用离子液体可将混合废塑料几乎完全转化为无氯的高品质燃料。与传统高温裂解相比，新技术常温即可运行，安全环保，无有毒副产物，能有效阻断氯污染，转化为可回收的氯化氢，溶于水即可生成无毒盐酸（人体胃酸的主要成分），从而兼顾资源利用与环境安全。
新型催化新路径将废弃塑料低温转化成燃料。
产业应用方面，该技术与现有炼化工艺高度兼容，能耗低、设备简便、转化效率高，特别适合依托现有炼化设施推广。美国能源部称其为“升级回收”的典范，能够“一站式”处理混合塑料，使每吨废塑料的价值从填埋或焚烧的负收益升为正收益，真正实现“变废为宝”。
作为合作者，美国工程院与欧洲科学院双院士Johannes Lercher认为，“这项技术就像为塑料垃圾找到了‘化学剪刀’，能在室温下快速将高分子链切割成汽油分子大小，为全球循环经济提供重要支撑。”
含氯聚烯烃废塑料可在室温下转化为高值油品与HCl，兼容石化炼厂工艺。
十年归巢筑梦，中试放大为商用
作为这一高影响论文的“一作”，张伟十年前从华东师大绿色化学实验室完成硕士学位攻读，师从何鸣元院士和吴海虹教授，正是这段宝贵经历为他奠定了扎实的催化研究基础，也让他深刻理解绿色碳科学的核心理念。在何鸣元院士推荐下，张伟前往荷兰阿姆斯特丹大学深造并顺利获得博士学位，随后又在德国慕尼黑工业大学和美国西北太平洋国家实验室完成博士后研究。
张伟研究员2015年硕士毕业于华东师大。
张伟选择回归母校任教，并在何院士和学院鼎力支持下，迅速组建了研究团队，开启新的科研征程。这项研究也成为他带给母校和师长的第一份“礼物”，“正是得益于华东师大优越的科研环境，我们能够整合校内外资源，与国际顶尖机构合作。这不仅保障了基础研究的原创性突破，也推动了成果产业化，使我们在能源与环境领域持续取得创新成果。”
未来，团队将充分发挥华东师范大学化学与分子工程学院、石油化工分子转化与反应工程全国重点实验室以及上海市绿色化学与化工过程绿色化重点实验室等一流科研平台优势，通过与石化企业合作进行中试放大，实现商业化应用。
同时，他们计划利用人工智能开发更高效催化体系，深入揭示塑料转化的原子级机理，并借助华东师大及国际合作平台推动技术全球推广，为“双碳”战略提供科学支撑腾思控股，为能源与环境的全球挑战贡献中国方案。
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