哈工大马军院士团队张静教授课题组为塑料废物高值回用提供新思路

（张又元 王钰淇/文 王钰淇/图）近日，我校环境学院马军院士团队张静教授课题组联合清华大学在塑料废物化学回收方向取得重要进展，提出了利用可再生甲酸代替高压氢气，通过RuPt合金催化剂将聚乙烯定向转化为燃料和化学品，实现了聚乙烯类塑料废物的高值回用。相关研究成果以《可再生甲酸作为氢供体促进聚乙烯氢解》（CO-promoted polyethylene hydrogenolysis with renewable formic acid as hydrogen donor）为题发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。该项研究为分散式塑料升级再造提供了变革性的解决方案，为模块化、可扩展的废物处理设施提供了新的启示。

聚乙烯约占全球塑料产量的三分之一，由于其高化学稳定性和固有的疏水性，会导致持久的环境危害。催化氢解已成为塑料废物化学回收的一种有前途的策略。然而，氢解过程严重依赖高压H₂（2-6 MPa），这极大地限制了氢解作为一种多功能塑料回收技术的可扩展性和适应性，特别是对于分散式塑料回收的应用。甲酸由于具有高储氢密度，毒性最小，并且易于储存和运输的特点，被认为是最有前途的储氢材料之一。

氢解已成为塑料废物化学回收的一种有前途的策略，但其对高压氢气的依赖带来了重大挑战。生物质或CO₂衍生的甲酸是一种可再生的氢载体，具有毒性低、易于储存和运输等优点。该研究使用甲酸代替高压氢气，通过RuPt合金催化剂将聚乙烯转化为燃料和化学品。更重要的是，甲酸分解产生的微量CO不会毒害活性位点，而是诱导 Ruδ+的形成，从而促进聚乙烯氢解过程中的C-C键裂解。这种甲酸介导的方法能够将现实生活中的聚烯烃原料完全转化为有价值的产品。通过消除对高压氢气的需求，该方法为分散式塑料升级再造提供了变革性的解决方案，为模块化、可扩展的废物处理设施提供了新的启示。

图1 使用可再生甲酸作为原位氢供体进行聚乙烯氢解的示意图

图2 RuPt合金上CO促进聚乙烯氢解的机理

哈工大为论文第一通讯单位，环境学院博士研究生王钰淇和清华大学博士研究生胡琪琨为论文共同第一作者，环境学院张静教授、清华大学牛志强副教授为论文共同通讯作者。马军院士参与指导相关研究工作。该研究获青年科学基金项目（B类）支持。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-63189-5