东南大学肖睿、张会岩团队在《Nature Reviews Materials》发表重要评述文章
文章导读
你可能每天都在扔掉塑料瓶，却不知道这些废弃物正成为全球最致命的环境危机之一——到2030年，每年流入海洋的塑料或将达到9000万吨。我们曾寄望于回收技术，但现实是，传统方法对混合废料几乎无能为力。东南大学肖睿、张会岩团队最新发表于《Nature Reviews Materials》的评述指出，当前分子筛催化剂面临大分子进不去、活性位点用不上的根本难题，而他们提出的多尺度结构工程策略，正在打破这一僵局。超大孔、多级孔设计如何让塑料“从废到宝”？更关键的是，当微波、等离子体与催化相遇，塑料回收的效率与经济性是否将迎来彻底重构？这场变革的真正突破口，或许不在实验室，而在你意想不到的反应路径里。
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（通讯员 戴磊磊）近日，东南大学能源与环境学院肖睿教授、张会岩教授领衔的绿色能源团队在国际顶尖学术期刊《自然综述：材料》（Nature Reviews Materials）(影响因子87.2)发表了题为“Designing zeolite catalysts for chemical recycling of plastics（分子筛催化剂设计助力塑料化学回收）”的评述文章，针对全球日益严峻的废塑料等高分子有机固废难以循环高值利用问题，提出通过多尺度协同结构工程策略，构建分子筛更高效物质传输通道，最大化内部活性位利用率，实现有机固废高效定向热转化。
当前，塑料污染已成为威胁生态环境与人类健康的全球性难题。若不采取有效治理措施，到2030年，每年进入河流与海洋的塑料废弃物或将高达9000万吨，较2016年增长四倍以上。传统的机械回收技术难以应对混合、污染废塑料的资源化利用问题，亟需开发新一代高效、可持续的回收技术体系。为了实现塑料生命周期闭环和循环经济目标，发展先进的催化化学回收技术至关重要。
在该文章中，团队系统揭示了分子筛在废塑料化学回收中面临的大分子扩散受阻、积炭加速催化剂失活等关键瓶颈问题，提出通过多尺度结构工程化设计突破传质与活性位点可及性的关键途径，开发超大孔、多级孔以及纳米尺度分子筛等新型催化体系，以实现对热转化路径与产物分布的精准调控，显著提升选择性与稳定性。论文进一步指出，未来实现高效塑料化学回收的两个关键突破点，一是优化孔道结构以重塑大分子在催化剂结构中的反应环境并延长催化寿命，二是结合微波、等离子体、光催化等多种能量形式实现耦合强化，提高转化效率和能量利用率。从宏观层面来看，加快新型分子筛催化剂在复杂废料体系中的性能验证，并推动多能场协同、积炭管理和技术经济评估等方向的融合发展，将成为推动废塑料高值化利用与循环经济转型的重要路径。
肖睿教授、张会岩教授和明尼苏达大学Roger Ruan教授为论文的共同通讯作者，青年教师戴磊磊教授为第一作者，东南大学为第一通讯单位。近年来，肖睿、张会岩教授团队在生物质/有机固废高值化利用领域取得了一系列重要进展。团队创新性地提出将光电、微波、等离子体等多种能量引入传统热转化过程中，实现多种能量的耦合互补，从而在温和条件下实现含碳固体原料的零碳/负碳高值转化，相关成果陆续发表在Science、Nat. Chem. Eng.、PNAS、Sci. Adv.、Nat. Commun.等期刊，多项技术实现了产业化应用。
论文原文链接：https://www.nature.com/articles/s41578-025-00878-z#citeas
供稿：能源与环境学院
（责任编辑：嵇宏 审核：李震）
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