全球首创！华东师大团队新技术，实现聚砜塑料低能耗回收

2025年5月28日，华东师范大学姜雪峰教授与赵银松研究员团队在《自然·可持续性》（Nature Sustainability）发表突破性成果，首次提出可见光/丰产铜催化芳基脱砜氯代策略，在常温常压、空气兼容条件下实现聚砜塑料（PSFs）的高效化学回收。姜雪峰表示，这应当是世界上首次实现工程塑料在低能耗、真实场景下的降解回收。这一技术为聚砜塑料的高效化学回收开辟了新路径，推动塑料循环经济迈向新高度。

一、聚砜塑料：高性能背后的回收困境

聚砜塑料（PSFs）凭借耐高温（玻璃化转变温度Tg高达230°C）、高强度（抗拉强度达110MPa）、抗化学腐蚀等媲美金属的特性，被广泛应用于医疗透析膜、航空航天部件、汽车机械外壳等高端领域，全球年需求量已达10万吨且持续增长。然而，其回收却面临世界级难题：一方面，聚合物主链中的芳基C (sp²)–SO₂键能高、分子链缠结紧密，传统化学方法难以断裂；另一方面，真实制品常混入聚烯烃、聚酯等复合塑料及色素、粘合剂、抗氧化剂等添加剂，导致降解过程复杂且低效。长期以来，PSFs退役后多以填埋或焚烧处理，不仅造成高值材料浪费，还可能释放有毒物质，成为塑料循环经济中的 “卡脖子” 环节。

二、颠覆性技术：可见光催化实现 “精准断键-高值回收”

（一）核心原理

团队开发的可见光/丰产铜催化体系以氯化铜（CuCl₂）为光催化剂、氯化钠/二氯甲烷为氯源、氧气为氧化剂，通过以下路径实现精准降解：

光激发活化：可见光照射下，铜盐配体发生金属电荷转移（LMCT），生成高活性氯自由基（Cl·）；

定向断键：氯自由基如同 “分子剪刀”，选择性切断PSFs主链中的芳基C (sp²)–SO₂键，保留碳骨架完整性；

高值转化：高分子降解为二氯代双芳基醚单体，收率达85%，可直接用于合成新材料。

聚砜塑料的化学回收过程

（二）技术优势

与传统回收技术相比，该策略展现出四大革新性突破：

1.条件温和：在常温常压及空气环境中即可反应，低能耗压缩生产成本；

2.抗干扰性强：可直接处理复合塑料及粘合剂、抗氧化剂的真实废弃物，适配塑料回收真实场景；

3.产物高值化：降解产物为可直接用于聚合反应的二氯代双芳基醚单体，而非低价值油/气，实现 “塑料→高附加值化学品” 的闭环循环；

4.选择性精准：氯自由基定向断裂目标化学键，避免对分子中其他官能团的破坏。

（三）应用验证

这一技术展现出强大的应用潜力——它可降解回收4类20种商用PSFs树脂，涵盖医用透析膜、机械外壳等不同场景的真实塑料废弃物，材料普适性好；同时，实现了克级规模升级降解回收，已验证其工业化连续生产的可行性；另外，这项技术可以应用在混合塑料中，实现PSFs特异性回收，无需依赖原料纯净度。

三、科学实践推动塑料全生命周期闭环

姜雪峰团队在真实废旧塑料降解回收领域的探索已走在世界前沿，相关的研究项目在海南也已有落地试点。其团队的长期目标，是通过系统化、体系化的技术突破，逐一破解各类塑料的降解难题——从聚砜到更多工程塑料，从单一材料到复合废弃物，最终构建覆盖“回收-降解-再生”的全链条解决方案。

正如姜雪峰所言：“人类创造出高分子是对社会帮助非常大的一件事，但是使用完了以后，我们不能让它废弃在这个世界上，而应该让它全生命周期地循环起来。”聚砜塑料回收技术的突破，正是这一理念的鲜活实践。当分子层面的化学反应与产业层面的可持续需求深度结合，塑料污染的 “无解之题” 终将变为资源循环的 “可持续之答”。