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  PET作為應(yīng)用最廣泛的聚酯，在包裝和紡織品等領(lǐng)域具有重要用途。然而，由于PET廢物流的復(fù)雜性，導(dǎo)致除了PET瓶以外的其它廢品（特別是廢舊紡織品）回收率處于較低水平。化學(xué)回收為解決這一問(wèn)題提供了前景廣闊的解決方案，可將廢棄物轉(zhuǎn)化為單體或高附加值產(chǎn)品。

  四川大學(xué)王玉忠院士團(tuán)隊(duì)從事高分子材料的化學(xué)循環(huán)與升級(jí)回收研究二十余年，近年來(lái)在聚酯(Nat. Commun., 2024,15(1), 4498; Angew. Chem. Int. Ed.,2023, e202314448; Green Chem., 2023, 25: 245; Green Chem., 2022, 24(8), 3284 )、聚烯烴(Angew. Chem. Int. Ed., 2024, 63, e202407510; Angew. Chem. Int. Ed., 2025，DOI10.1002/anie.202503405; Mater. Horiz., 2023, 10 (9), 3694)及風(fēng)電葉片等熱固性樹(shù)脂（Angew. Chem. Int. Ed., 2024, 63(26), e202405912; Angew. Chem. Int. Ed., 2025, DOI10.1002/anie.202422472; Adv. Mater., 2023, 2310779；Mater. Horiz., 2022, 9, 2993; Green Chem., 2023, 25,14, 5566）的高效解聚與資源化回收領(lǐng)域取得了系統(tǒng)的創(chuàng)新性成果。先后受邀在相關(guān)期刊發(fā)表了多篇綜述論文(J. Ener. Chem.2022; Mater. Today 2023; 高分子學(xué)報(bào) 2022；中國(guó)材料進(jìn)展2022等)。

  近期受邀在Progress in Polymer Science期刊發(fā)表題為“Chemical Depolymerization of Polyethylene Terephthalate and Its Blends: Enhanced Strategies for Efficient Circularity”的綜述文章，系統(tǒng)總結(jié)了 PET化學(xué)回收的最新研究進(jìn)展。不同于以往綜述中聚焦于回收反應(yīng)或催化體系，本綜述試圖打破反應(yīng)界限，從回收反應(yīng)系統(tǒng)著手進(jìn)行全面分析總結(jié)，以突出不同于小分子反應(yīng)的聚合物反應(yīng)特性。重點(diǎn)介紹了PET化學(xué)解聚的增強(qiáng)策略，包括溶劑效應(yīng)、催化作用和能量輸入方式等，分析了回收過(guò)程中涉及的途徑和機(jī)理。此外，探討了PET混雜材料的回收利用策略與方法，并指出了PET化學(xué)回收面臨的挑戰(zhàn)和未來(lái)發(fā)展方向。文章第一作者為四川大學(xué)博士生張順，通訊作者為徐世美和王玉忠教授。

全文要點(diǎn)

  要點(diǎn)一： PET因具有疏水性、高粘度和低導(dǎo)熱特性，在化學(xué)回收過(guò)程面臨顯著的傳熱與傳質(zhì)挑戰(zhàn)。在溶劑解回收過(guò)程中，PET通常以固相形式參與反應(yīng)，因此界面接觸和活化效率成為關(guān)鍵影響因素。本文總結(jié)了溶劑效應(yīng)在促進(jìn)PET解聚方面的最新進(jìn)展，重點(diǎn)探討了溶劑通過(guò)溶脹或溶解PET以改善界面接觸，以及通過(guò)活化PET的酯基或親核試劑以提高反應(yīng)性的關(guān)鍵作用，揭示了溶劑的獨(dú)特功能及其作用機(jī)理。

圖1 回收設(shè)計(jì)中的溶劑效應(yīng)（a），PET的溶脹和脫晶（b），溶解/沉淀回收PET（c），PET解聚過(guò)程K₂CO₃和甲醇的活化機(jī)理（d），尿素/ZnCl₂深共晶溶劑催化降解PET機(jī)理（e）

  要點(diǎn)二：在PET解聚過(guò)程中，催化劑對(duì)解聚效率和產(chǎn)品選擇性起著關(guān)鍵作用。本文總結(jié)了當(dāng)前PET化學(xué)回收具有代表性的均相和非均相催化劑，分析和比較了不同催化劑的優(yōu)點(diǎn)和局限性，為未來(lái)PET化學(xué)回收的催化劑設(shè)計(jì)和工藝開(kāi)發(fā)提供了指導(dǎo)。

圖2 PET化學(xué)回收的均相和多相催化劑（a），金屬中心對(duì)PET水解效率影響 (b)，不同陰離子對(duì)鋅基催化PET乙二醇解影響（c），甲醇和催化劑相互作用機(jī)理（d）

  要點(diǎn)三：總結(jié)了新型能量輸入方式（如電催化、光熱轉(zhuǎn)化、微波輻射、機(jī)械力及焦?fàn)枱岬龋┰?/span>PET解聚中的應(yīng)用，這些方法可有效替代傳統(tǒng)加熱模式。分析了不同體系下的反應(yīng)機(jī)理，為開(kāi)發(fā)溫和條件下高選擇性解聚提供參考。

圖3 能量輸入方式（a），PET的升級(jí)回收和產(chǎn)物的分離途徑（b），和PET光熱轉(zhuǎn)化中光熱催化材料研究進(jìn)展（c）

  要點(diǎn)四：PET廢棄物往往具有復(fù)雜的組成，將其他組分作為不利因素還是協(xié)同因素來(lái)考慮，是回收設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。本文提出PET 混雜材料化學(xué)回收的兩個(gè)策略，選擇性解聚及共轉(zhuǎn)化/串聯(lián)轉(zhuǎn)化，介紹了目前相關(guān)的研究進(jìn)展，系統(tǒng)分析了聚合物組分間轉(zhuǎn)化的協(xié)同機(jī)制，為混雜材料的高效回收提供了有益參考。

圖4 PET和PVC共升級(jí)反應(yīng)途徑（a），內(nèi)水循環(huán)促滌棉混紡升級(jí)回收單體和HMF（b）,通過(guò)電時(shí)空加熱將PP（作為模型聚烯烴）和PET（作為模型聚酯）解聚為單體（c）

總結(jié)

  本文系統(tǒng)總結(jié)了PET化學(xué)回收的最新進(jìn)展，從原料組成、溶劑效應(yīng)、催化劑設(shè)計(jì)和能量輸入方式等多個(gè)方面系統(tǒng)闡述了反應(yīng)過(guò)程中的關(guān)鍵因素，旨在推動(dòng)構(gòu)建可持續(xù)的聚酯回收價(jià)值鏈。在此基礎(chǔ)上，對(duì)PET化學(xué)回收未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行展望，指出在PET的溶劑解過(guò)程中，開(kāi)發(fā)高效率高選擇性的催化劑、多功能溶劑體系以及高效能量供給方式，是實(shí)現(xiàn)溫和、高效、可控反應(yīng)體系的有效策略，同時(shí)要兼顧反應(yīng)試劑與過(guò)程的綠色性。由于PET的應(yīng)用場(chǎng)景多樣，其成分、結(jié)晶度和分子量存在顯著差異。因此，設(shè)計(jì)出兼顧經(jīng)濟(jì)性與環(huán)境友好性的定制化解決方案尤為重要。提出了基于混雜PET材料的兩種偶聯(lián)回收策略：一種是內(nèi)部偶聯(lián)，即利用PET材料組分之間的協(xié)同反應(yīng)進(jìn)行回收設(shè)計(jì)，如材料中其他聚合物組成與PET間的協(xié)同，以及PET與添加劑間的協(xié)同；另一種是外部偶聯(lián)，通過(guò)引入外部反應(yīng)物促進(jìn)體系協(xié)同轉(zhuǎn)化，如為滿(mǎn)足再生材料設(shè)計(jì)需要，將其他外部試劑或廢棄物引入原有反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)行反應(yīng)耦合。此外，通過(guò)將生物回收與化學(xué)回收技術(shù)進(jìn)行協(xié)同整合，可充分發(fā)揮生物法的溫和高選擇性與化學(xué)法的高效轉(zhuǎn)化優(yōu)勢(shì)，從而形成具有發(fā)展前景的復(fù)合回收策略。需要特別指出的是，要實(shí)現(xiàn)化學(xué)回收技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，應(yīng)通過(guò)全生命周期評(píng)估(LCA)和成本效益分析，明確其在經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力和環(huán)境可持續(xù)性方面相較于傳統(tǒng)石油基合成路線(xiàn)的綜合優(yōu)勢(shì)，這將成為推動(dòng)回收技術(shù)規(guī)�；瘧�(yīng)用的重要依據(jù)。

圖5 PET化學(xué)回收的研究進(jìn)展及展望

  原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0079670025000371