维度网讯，北京大学研究人员开发出一项催化工艺，用于处理废弃PET塑料的回收。该工艺利用一种商业催化剂，无需外部氢气供应，即可将废弃瓶子和容器转化为乳酸和1,4-环己烷二甲酸两种高价值化学中间体。

这项创新的两步方法以《用甲醇将PET塑料升级为乳酸和1,4-环己烷二甲酸》为题发表在《Engineering》期刊上。该方法在温和条件下，将消费后的聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料与甲醇反应，升级为乳酸和1,4-环己烷二甲酸。与仅对PET废料中一种组分进行增值的传统回收方法不同，这种原子经济性路线从聚合物的两个结构片段中同时捕获价值。

研究团队由Zhenbo Guo、Haoyu Chen、Shuheng Tian、Meiqi Zhang、Meng Wang和Ding Ma组成。他们设计的工艺旨在解决塑料回收经济中的一个根本限制：从废料原料中提取最大价值，同时最小化能源输入和外部试剂依赖。

该过程首先在160°C的氢氧化钠-甲醇溶液中进行PET解聚。这一初始步骤将聚合物分解为其组成单元：乙二醇和对苯二甲酸。解聚过程中生成的乙二醇与甲醇发生脱氢偶联反应，形成乳酸和氢气。同时，甲醇脱氢提供额外的氢气，以满足后续加氢步骤的化学计量需求。这种内部生成的氢气被收集并重新用于将对苯二甲酸加氢为1,4-环己烷二甲酸，完全消除了对外部氢气瓶的依赖。

整个序列在160°C的温和温度下进行，无需更换催化剂。商业可得的Ru/C（碳载钌）催化剂在两个反应阶段均有效发挥作用。使用氘代甲醇和氘代乙二醇进行的同位素标记实验证实，乙二醇脱氢对乳酸形成的速率和氢源都有显著贡献。研究人员还发现，乙二醇的存在抑制了与甲醇脱氢相关的副反应，提高了整体选择性和产率。

产品分离包括酸化和纯化步骤。在优化条件下，乳酸的分离产率为55%，纯度超过88%；1,4-环己烷二甲酸的产率为84%，纯度超过99%。乳酸是可生物降解聚乳酸塑料、食品添加剂、药品和个人护理产品的关键构建单元。1,4-环己烷二甲酸应用于高性能聚酯生产、涂料和特种化学合成。这两种产品都比原始PET单体具有更高的市场价值，为回收设施创造了多种收入机会。

研究人员使用各种实际PET废料验证了该方法，包括瓶子、食品容器、纤维和染色物品，证明了对典型消费后原料的兼容性。稳定性测试显示，催化剂活性随着重复循环逐渐下降，与钌纳米颗粒的轻微团聚和部分金属浸出有关。研究人员指出，Ru/C催化剂商业可得且成本相对较低，在工业环境中定期更换在经济上可行。

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