宁波材料所在废弃聚酯高效升级回收领域取得进展

　　全球塑料年产量超4亿吨，大量塑料在使用后被丢弃，回收率不到10%。这不仅导致严重的环境污染，还造成碳资源的巨大浪费。其中，聚酯塑料因其分布广、数量庞大及回收难度高等特点，成为当前研究焦点。

　　中国科学院宁波材料技术与工程研究所有机储氢与催化团队长期致力于废弃聚酯的高值化转化研究，开发了一系列新型钌基金属催化剂，成功实现了废弃聚酯的高效升级转化，制备出关键化工原料1,4-环己烷二甲醇（Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202312564）。然而，现实场景中超过80%的聚酯与聚酰胺、聚氨酯、聚烯烃及棉等材料形成复合型聚酯纤维来使用。此类聚酯纤维因杂质含量高、成分复杂，极易导致催化剂中毒，难以实现有效分离与回收，过去只能通过填埋或焚烧方式处理。

　　针对上述难题，研究团队基于前期基础，创新性地开发了具有新型骨架结构的三齿钳形锰催化剂，首次实现了复合聚酯纤维废弃物的催化加氢升级。该三齿钳形锰催化剂表现出了优异的催化活性，在条件温和下（80-100°C，5 bar H2）可将聚酯废弃物氢解为二醇类产物，催化剂转化数高达5300，选择性为100%。催化反应体系具有优异的底物兼容性，不仅适用于单组分聚酯，还可以选择性将含尼龙、聚乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、棉、颜料、金属、玻璃等杂质的混合废弃聚酯塑料转化为高价值的含氧化学品，收率可达89%-98%，并完成了15克级放大实验验证。机理研究表明，过拓展π体系和引入侧链N-H官能团，使三齿钳形锰催化剂具有双重金属-配体协同作用，能有效促进H₂活化及氢键介导的负氢转移等关键步骤，从而提升了催化剂的稳定性与催化活性。该研究为丰产金属催化剂开发开辟了新范式，也为废弃聚酯混合物升级回收、实现“双碳”目标、发展循环经济的提供了新方案。

　　相关成果以“Selective and Efficient Upcycling of Polyesters from Waste Plastic Blends Enabled by a Rationally Designed Manganese Pincer Catalyst”为题，发表于化学领域顶级期刊《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202502923）。

　　宁波材料所胡越副研究员为论文第一作者，谢银君研究员为通讯作者。研究工作得到了国家重点研发计划（2022YFA0912004）、宁波市“3315引才计划”（2020A-32-C）、宁波市自然科学基金（2022J287）的支持。

图1 催化剂设计思路及聚酯氢解路线

图2 底物普适性考察

图3 催化反应机理

　（氢能与储能材料技术实验室 谢银君）