近期，中国科学技术大学环境科学与工程系在Nature Communications发表题为“Depolymerization mechanisms and closed-loop assessment in polyester waste recycling”的论文。该研究提出了基于催化醇解过程的PET聚酯废弃物闭环回收策略，深入解析了该过程的反应机理，并进行了全生命周期（LCA）评价。

PET聚酯材料广泛应用于人类生产生活（如塑料瓶、纺织品等），年产量已达数千万吨，但废弃PET的环境危害大且回收难度高，成为了一个亟待解决的全球性难题。通过醇解PET产生有价值的单体（如对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸乙二醇酯）是一种具有潜力的废弃物处理策略。本研究提出了基于氧空位金属催化PET废弃物醇解的闭环回收方案，并在空气环境下实现了PET的高效解聚与回收。研究团队通过同步辐射原位光谱分析，结合密度泛函理论计算，阐明了PET解聚反应路径，揭示了催化剂—O₂位点如何辅助活化CH₃OH，形成 CH₃OH*和OOH*物种，进而促进PET分子链的酯键活化和C–O键断裂。此外，研究团队还对“PET废弃物醇解—单体—聚合再生”闭环回收方案进行了LCA评价，并与传统PET生产工艺进行了相比。结果表明，该方案的不可再生能源消耗和全球变暖影响分别降低了56%和45%；同时，采用PET纺织品废弃物作为原料还可进一步降低58%的总运营成本，显示出该技术方案的良好应用潜力。该研究为PET废弃物的闭环回收过程提供了一种低成本、绿色低碳的解决方案。

图. 聚酯废弃物解聚机理及可持续性评价过程研究

研究工作受到了国家自然科学基金等项目的支持，并得到了合肥国家同步辐射实验室和上海光源科学中心等单位的技术支持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-50702-5