西北大学科学家开发新催化剂 有望大幅简化塑料回收流程

西北大学及其合作团队开发出一种全新低成本镍基催化剂，或将使混合塑料的回收变得更简单高效，有望彻底改变塑料废弃物的再利用方式。这项最新成果已于《自然化学》期刊发表。

据介绍，该催化剂可高效而选择性地分解聚烯烃类塑料（如聚乙烯和聚丙烯），而聚烯烃类材料占全球一次性塑料的大约三分之二。相比以往必须分拣和净化不同类型塑料的新流程，新催化剂可直接作用于未分类的聚烯烃混合废弃物，并将其转化为可用于燃料、润滑油和蜡烛等高价值产品的液体油和蜡。此外，该催化剂能多次重复利用，并可分解混有PVC等传统难回收材料的混合塑料，为曾被认为“不可回收”的塑料开辟了新路径。

项目负责人Tobin Marks教授指出，长期以来，塑料回收的一大难题在于不同塑料的分拣需要大量人工和高成本。“我们新开发的催化剂大幅降低了这一门槛，未来可提高回收效率，使回收经济性大为提升。”另一位主要作者Yosi Kratish补充道，人们日常生活中所用的多数一次性塑料制品，如食品瓶、包装膜、垃圾袋等，均由聚烯烃为主原料，若不能高效回收，这些塑料就会进入环境中，几十年难以自然降解。

与传统的催化剂和回收工艺相比，该团队所用的镍基单点分子催化剂无需贵金属，不仅反应温度比常规工艺低约100摄氏度，氢气压力也减半，催化剂消耗量是传统方式的十分之一，而活性却提升了十倍。更难能可贵的是，即使废弃塑料中含有多达25%的PVC污染物，该催化剂依然表现出色，甚至反应效率更高，且可多次再生再用。

研究第一作者赖庆恒(Qingheng Lai)表示，新催化剂如同一个精准手术刀，能“挑选”性地剪断聚烯烃分子中的碳-碳键，实现混合塑料的高效分解。同时，团队还发现传统回收流程最忌的PVC在这一新反应中反而加速催化过程，推翻了既有认知。

本项目由美国能源部和陶氏化学公司资助，相关论文题为《稳定的单点有机镍催化剂优先对分枝聚烯烃C-C键进行氢解》已于2025年9月2日发表于《自然化学》（Nature Chemistry），DOI: 10.1038/s41557-025-01892-y。

编译自/ScitechDaily