塑料污染已成为全球性挑战，实现塑料的高值化循环利用是应对这一问题的关键路径。聚砜塑料（PSFs）作为一类高性能特种工程塑料，广泛应用于医疗、汽车与航空航天等领域，年需求量超过10万吨并持续增长。由于PSFs聚合物主链刚性单元具有较高的键能（C(sp²)-O键能：79-96 kcal/mol；C(sp²)-SO₂键能：70-82 kcal/mol），分子链内/链间相互作用力强（π-π堆叠、p-π共轭、范德华力等），以及复杂的分子链构象，导致现有技术难以有效降解。加之实际废弃聚砜常与其他塑料及添加剂混杂，使其化学回收成为长期未解的技术难题。

图1 聚砜塑料的化学回收

  近日，华东师大姜雪峰教授团队在《Nature Sustainability》期刊上发表了题为“Photocatalytic upcycling of polysulfones at ambient conditions”的研究论文，提出并发展了一种可见光驱动、丰产铜催化的芳基脱砜氯代策略，在常温常压、空气兼容条件下，实现了PSFs的高效升级回收。该方法以以廉价易得的氯化铜为光催化剂，氯化钠/二氯甲烷为氯源，氧气为绿色氧化剂，能够在温和条件下精准断裂聚砜主链中的芳基C(sp²)-SO₂键，从而将其转化为高附加值的二氯代双芳基醚单体，收率可达85%。该策略不仅适用于四类共二十种商用PSFs树脂，也成功应用于真实废弃聚砜材料，并在克级规模上验证了高效回收能力（图2）。尤为关键的是，该方法在混合塑料体系中展现出对PSFs的高度选择性，有望突破传统回收方式对原料纯净度的依赖，推动聚砜复合材料的实际回收利用。通过“精准脱砜—定向转化”的技术路径，该研究为高性能聚砜塑料的绿色化学回收提供了切实可行的新解决方案，代表了塑料可持续处理技术的一项重大进展。该论文通讯作者为姜雪峰教授、赵银松研究员，第一作者为2023级博士生黄蕊，研究工作得到了国家自然科学基金委员会的资助支持。

图2 PSFs树脂及废弃塑料的升级回收

  该研究提出了一种可见光驱动、铜催化选择性脱砜氯代策略，在温和条件下将难降解聚砜塑料精准转化为高附加值化学品，兼具高效、绿色与成本低廉的优势，显著提升了塑料回收的经济可行性和环境友好性，为解决特种工程塑料的循环利用提供了全新思路。姜雪峰/赵银松团队长期聚焦绿色合成化学与塑料可持续循环技术，特别在光催化惰性化学键活化及塑料降解研究领域取得一系列重要成果（相关成果发表于J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 11173; Chinese J. Polym. Sci. 2024, doi: 10.1007/s10118-024-3226-1; Adv. Sci. 2024, 11, 2403002; Sci. Bull. 2023, 68, 1522; Eur. J. Org. Chem. 2023, e202300664; Natl. Sci. Rev. 2021, 9, nwab156.等顶级期刊）。本项工作是其在该领域的又一里程碑式突破，充分展现了基础研究支撑国家“双碳”战略与绿色发展目标、解决现实问题的巨大潜力。

  链接地址：https://www.nature.com/articles/s41893-025-01569-x