图 基于核磁测试在线引导的真实塑料正交转化过程示意图
在国家自然科学基金项目（22472004、22072002、22232001、22302004、22241801、22022202）的资助下，北京大学马丁教授和中国科学院大连化学物理研究所徐舒涛研究员团队在真实废塑料转化方面取得进展，相关研究成果以“基于核磁测试在线引导的真实塑料正交转化（In-line NMR guided orthogonal transformation of real-life plastics）”为题，于2025年6月25日在线发表于《自然》（Nature）杂志上，论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09088-7。
全球每年生产超过4亿吨塑料，绝大部分在废弃后长期滞留于自然环境，造成严重的“白色污染”。相对于传统的热解、焚烧或填埋方法，近年来废塑料资源化利用受到广泛的关注。但真实混合废塑料成分高度复杂、组成比例多样，常规针对单一类型化学键转化的回收策略难以有效应对，成为废塑料处理领域亟待解决的挑战。
针对这一难题，团队基于对混合废塑料的官能团测试和反应网络的设计，开发出“正交转化”的全新策略，通过一系列相互独立的催化反应，将混合塑料中的不同官能团分步转化，得到一系列高价值化学品。该研究首先运用同核去耦的异核相关核磁共振方法，抑制氢原子间耦合干扰、提升分辨率，为混合废塑料在线“做体检”，精准识别出其中各种关键的化学结构单元。然后，根据这些结构单元的不同化学特性和组成分布，量身定制化学反应网络，有步骤、分批次进行精确转化。研究发现，通过对混合废塑料中聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚氨酯等8大类组分的定性分析，整合溶剂萃取、光催化氧化、催化胺化、皂化、脱氢偶联及加氢裂解等步骤，可将混合塑料转化为苯甲酸、丙氨酸、乳酸等一系列高值化学品。面对十种来自日常生活和工业生产等复杂来源的混合废塑料样品，该方案同样表现优异。
本研究所开发的混合废塑料“正交转化”策略体现出“全场景、全塑料回收”的巨大潜力，提供了可应用于现实中混合塑料回收的通用策略。