摘要
聚烯烃(主要是聚乙烯和聚丙烯)是应用最广泛的有机高分子材料之一。其广泛使用也带来了日益严重的环境污染问题,以及一次性使用和极低回收利用比例导致的巨大资源消耗,为人类的可持续发展带来严峻挑战。中国所面临的挑战尤其严峻。与物理/机械回收相比,聚烯烃通过化学方法降解转化具备独特的优势。但是由于聚烯烃基本由C—H和C—C键组成,具有高化学惰性,很难通过化学转化方法实现高效、高选择性的降解和回收利用。应对这一挑战是一个长期的、需要社会各个领域广泛参与的过程。围绕这一挑战,全世界的相关研究者在过去几年里取得了一些重要进展和突破。将根据聚烯烃降解转化或升级循环反应的类型,重点针对催化反应产物、催化效率、催化选择性、反映规模及催化对杂质容忍性等方面进行介绍,并在最后对聚烯烃化学方法降解回收进行展望。
Polyolefins,mainly polyethylene and polypropylene,are one of the most widely used organic polymers.However,its widespread applications,mostly single-use,and low recycling ratio have caused severe environment pollution problems and the draining of non-sustainable petrochemical resources.The issues are particularly challenging in China.In tackling the challenge,polyolefin chemical recycling has unique advantages over physical/mechanical recycling.However,the polyolefin’s simple C—H and C—C single bond compositions make it hard to deconstruct polymer with reasonable efficiency and selectivity.Moreover,the lack of C—H and C—C bond activation/transformation methodologies also limits the possible solutions.This could be a long-time effort and needs widespread participation from all aspects of the society.It has become a topic of intense interest and focus for chemists around the world and many new methods emerged in the last few years.This review will briefly introduce the progress,mostly in the last few years,in this field based on the chemical reaction types.The introduction will focus on reaction products,catalytic efficiency,catalytic selectivity,scalability,and impurity tolerance,etc.Then there will be an outlook into the future of polyolefin chemical recycling.
作者
高彦山
唐勇
GAO Yanshan;TANG Yong(Shanghai Institute of Organic Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200032,China)
出处
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期1-6,66,共7页
Materials China
关键词
聚乙烯
聚丙烯
化学回收
闭环循环利用
升级循环
降解
polyethylene
polypropylene
chemical recycling
closed-loop recycling
upcycling
degradation
作者简介
第一作者/通讯作者:高彦山,男,1985年生,研究员,博士生导师,中国科学院上海有机化学研究所研究员。2007年毕业于山东大学应用化学系,2012年于中国科学院上海有机化学研究所获博士学位。2013年1月~2019年3月在美国西北大学化学系进行博士后研究。2019年4月~2021年2月任美国西北大学化学系研究助理教授。2021年4月回到中国科学院上海有机化学研究所,任“百人计划”研究员,2021年入选国家海外高层次人才引进计划和上海市“领军人才(海外)”计划。迄今已发表文章21篇,包括13篇第一作者或共同通讯作者文章(含Nat Catal 1篇、JACS 2篇、Angew Chem Int Ed 4篇、ACS Catal 3篇)。申请美国专利6项,获授权中国专利1项。Email:gaoyanshan@sioc.ac.cn;通讯作者:唐勇,男,1964年生,中国科学院院士,博士生导师,中国科学院上海有机化学研究所研究员。1986年本科毕业于四川师范学院,1992年和1996年先后在中国科学院上海有机化学研究所获得硕士和博士学位。1996~1999年先后在美国科罗拉多州立大学和美国乔治城大学从事博士后研究,1999年5月入职中国科学院上海有机化学研究所,2000年1月,担任上海有机化学研究所“百人计划”项目研究员,2015年当选中国科学院院士。主要从事金属有机化学研究,包括:不对称催化,烯烃聚合催化剂的设计、合成与应用,叶立德化学以及天然产物全合成等。Email:tangy@sioc.ac.cn。
