高分子塑料升级回收（Upcycling）是提升回收产品价值、降低碳排放、扩大回收利润空间的重要方法。但目前塑料回收产品往往价值过低，从而导致回收的实际效果不达预期。在塑料升级回收过程中，如何实现高反应转化率、高产物选择性、高产物价值、高工业化潜力，以及高经济利润一直是困扰塑料升级回收的难题。这一问题的解决亟需交叉学科的思考。

图1 聚合物升级回收的两条思路

  为更好的解决塑料回收问题，弗吉尼亚理工暨州立大学Guoliang Liu课题组提出了一种新的思路。该课题组最近联合美国加州Santa Clara University蔡港树教授，以及中国东北财经大学许建军教授在美国国家科学院院刊（PNAS）上发表了文章“Cascade degradation and upcycling of polystyrene waste to high-value chemicals”（文章号e2203346119，以下缩写为文章）。文章的第一作者博士研究生许振。文章报道了一种新的分解-升级反应策略（degradation-upcycling, Deg-Up）。该策略通过两步简单反应实现了塑料垃圾升级回收，特别是聚苯乙烯从低价值到高附加值化工品的转化。第一步反应先将塑料分解为小分子中间体（即“分解反应”degradation），再利用第二步“升级反应”（upcycling）将小分子中间体转化为目标产物。该反应流程从而将困难的聚合物升级反应化简为小分子中间体的升级反应，并且可以在没有精密催化剂情况下的实现选择性转化。

图2 PS到二苯甲烷的Deg-Up 升级回收

图3 废旧PS的批量升级回收以及TEA

  文章链接：

  https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2203346119

  Zhen Xu, Fuping Pan, Mengqi Sun, Jianjun Xu, Nuwayo Eric Munyaneza, Zacary L. Croft, Gangshu (George) Cai, and Guoliang Liu*, “Cascade Degradation and Upcycling of Polystyrene Waste to High-Value Chemicals”, Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 2022, 119, 34, e2203346119. DOI: 10.1073/pnas.2203346119.