我们的衣食住行都离不开塑料，60%的服装原料是塑料，66%的包装是塑料，每年全球生产5000万吨的塑料建材，电动自行车的零部件有30%是塑料。
经济合作与发展组织发布的著作（Global Plastics Outlook: Economic Drivers, Environmental Impacts and Policy Options）显示，自塑料进入工业生产时代以来，全球塑料产量飙升，从20世纪50年代初的不到200万吨发展到2019年的4.6亿吨，保守估计如今已经超过5亿吨。但令人担忧的另一项数据是，人类对塑料的回收处理仅为 9%，19% 被焚烧，近 50% 被填埋于垃圾场中，其余的 22% 没有被受控处理，而是在垃圾场中堆置，露天焚烧或泄漏到自然环境中。
塑料的生产需要大量开采煤、石油、天然气等化石能源，经过大量制造、大量使用、大量废弃，进入到环境中，造成严重的海洋污染、淡水污染、空气污染和土壤污染。同时在自然条件下会释放染料、增塑剂、微塑料颗粒等，对人体健康构成潜在威胁。另外较为重要的一点是，塑料在生产使用废弃降解的全生命周期内会产生高额碳排放，塑料回收势在必行！
当前废弃塑料的主流处理工艺包括焚烧、填埋、物理回收、生物回收和化学处理。其中填埋和焚烧占7成左右，但面临资源损失、产生碳排放及空气污染的问题。物理回收技术较为成熟，但由于塑料中染料、增塑剂、封端剂等杂质的存在，每次回收后产品的质量将会下降，不利于消费者的使用，属于降级回收。生物降解的处理周期长，且只能处理某些特定品类的塑料，对当前主流使用的多数塑料无能为力。化学回收的碳排放低，经济性高，前景较为广阔，但在化学回收走向规模使用的道路上仍然有很多技术难题需要攻克！
因此，近年来国务院联合多部委密集发布了一系列政策，大力支持废弃塑料化学回收，同时学术界和工业界也在集中攻关，重资入场。
一项被广泛使用的关于塑料产品分级分类的标准是由美国塑料工业协会颁布的，我们在日常生活中的塑料制品表面也经常看到。在这项标准中，塑料产品按照其主要成分组成被分为7个类别，其中第2-6类均属于聚烯烃类塑料，约占所有塑料产品总量的三分之二，第1类和第7类中的一部分属于聚酯塑料，约占所有塑料产品总量的三分之一。两种塑料的区别主要在于，参与构成塑料的单体之间的键合方式不同，聚烯烃类塑料单体以非极性的C-C键键合，强度高，相对惰性，对其处理选择性差；聚酯类塑料单体以极性的酯键键合，强度低，活性高，更易解聚。 科学家们针对废弃塑料的化学回收问题已经提出了一些解决方案：
针对于聚烯烃塑料，处理方式包括： 1.氢化+烯烃复分解，可以得到短链烷烃/烯烃； 2.催化裂化/加氢裂化，可以获取短链烷烃； 3.催化氧化可以得到羧酸/醛类/醇类； 4.氢化+异构化/β剪切/环化/芳构化可以得到环烷烃/芳香化合物。
针对于聚酯塑料，处理方式基本上以酯键的断裂为起始。如果乙二醇等单体进一步断裂，就可以得到碳原子数目为1的产物；如果维持住单体中的C-C键不变，辅以部分氧化，就可以得到碳原子数目为2的产物；而现阶段比较火热的一类方法是在聚酯解聚后耦合单体与其他醇类/酸类的偶联反应，得到碳原子数目为3-6，乃至更多数量的产物，产品进一步扩展，价值空间更为广阔。 下面具体分享几项研究案例：
本项研究的亮点在于，通过胶束级联自组装策略在常用的酸性分子筛催化剂ZSM-5的表面包覆了两层不同孔径的SiO2层。从而实现了催化剂孔道孔径由外到内依次由大孔过渡到中孔径再过渡到微孔，而酸性强度却由弱到强的特殊结构。合成结果得到了电子投射显微镜和氮气吸脱附实验的证实。这样设计的好处在于，实现了聚乙烯碎片在大孔部分毛细作用下快速传质到中孔部位，经过中控的预先裂解变成中等长度的聚烯烃链，最后扩散至微孔区域转化为碳链更低的产物，减少了ZSM-5的表面焦化。以上假设通过目标催化剂与未经修饰的ZSM-5在催化反应中产物产量以及反应后催化剂的热重实验分析中得到印证。
本项研究的亮点在于，通过简单地在反应釜中间放置不锈钢网实现了低密度聚乙烯（LDPE）与锂电池正极材料在空间上的分离。经过条件优化，研究者发现，在使用NCM622这种三元锂电池的正极材料以及NCM622/LDPE质量比值为1:0.1的条件下热解时，LDPE的热解气会将三元锂电池还原成表面具有镍钴纳米颗粒的特殊结构。热解气中的乙烯会部分参与形成碳纳米管，附着在镍钴合金的表面；二氧化碳与电池中的Li元素反应，生成碳酸锂固定下来；剩余的氢气和其他烃类可以进行收集。之后研究者将得到的镍钴合金及碳纳米管的混合物用于电催化产过氧化氢，其表现优于未经处理直接使用的NCM622池正极材料。环境影响分析和经济分析表明，这种方法优于当前已有的电池回收火法和湿法工艺，同时经济效益大幅提升。 bilibili 科普链接：https://www.bilibili.com/opus/1073050604855623701 小红书科普链接：https://www.xiaohongshu.com/explore/683e1ff30000000012006d55?xsec_token=ABnuEUzwRr3n0Vt0LVd-U5GilRnTuVg5Kto585NW4XXFU=&xsec_source=pc_user |
