近日，华东师范大学黄蕊、孟娇龙和姜雪峰团队在Engineering发表了题为“Photocatalytic Upcycling of Plastic Waste”的观点述评文章。文章指出，全球塑料产量持续增长，但现有回收体系在效率与再生材料质量方面仍面临诸多限制。传统机械回收往往导致材料性能下降，并伴随较高的全生命周期碳排放；而热处理方式则普遍能耗较高。因此，如何以更加绿色、高效的方式实现塑料废弃物的高值化利用，成为学界和产业界关注的重点。

文章认为，光催化技术为塑料升级利用提供了一条具有前景的技术路径。该技术以光能作为驱动力，在温和条件下触发聚合物链的选择性断裂反应，使废弃塑料能够转化为有用的小分子化学品、燃料及功能材料。

图. 光催化塑料升级的代表性反应机制示意图。展示了光催化塑料升级的四类主要反应路径，包括光诱导电子转移、氯自由基氧化、含氮官能化及光重整反应。

研究团队系统梳理了近年来该领域的研究进展，并将现有成果归纳为四类主要反应机制。这一系统分类有助于厘清不同光催化策略的作用原理及其适用范围，为后续技术发展提供了目前较为系统且清晰的研究框架。

第一类机制为光诱导电子转移过程。这类策略尤其适用于含氧结构较多的塑料体系，在光激发催化剂作用下，聚合物链可实现可控解聚，在常温常压条件下转化为高附加值化学中间体。

第二类机制为氯自由基介导的光氧化反应。在可见光驱动下，催化体系可生成高活性自由基物种，从而活化碳氢键和碳碳键，实现对聚苯乙烯等难降解塑料的高效转化。

除实现聚合物降解外，光催化体系还可在转化过程中引入新的官能团结构。例如，含氮功能化路径通过光驱动断键与偶联反应的协同作用，使塑料降解片段转化为含氮化合物，进一步拓展了废弃塑料的转化产物类型与附加值空间。

另一类重要方向是光重整反应技术。该策略主要针对聚乙烯、聚丙烯等化学性质稳定的聚烯烃塑料，通过自由基调控反应路径，可将其转化为液体燃料和重要化工原料，展现出较强的资源化利用潜力。

文章同时指出，实现光催化塑料升级的规模化应用仍面临若干关键挑战，包括催化剂稳定性不足、对复杂混合废塑料适应性有限，以及光反应器工程化放大难度较大等问题。未来需在提高光能利用效率与反应过程工程优化方面取得突破，推动实验室成果向实际应用转化。

研究团队进一步指出，除废弃物处理外，光催化转化技术还为先进功能材料制备提供了新的可能。塑料降解所得的化学中间体可作为碳纳米材料、多孔功能材料及储能聚合物的前驱体，使废弃塑料由环境负担转变为重要资源。

论文信息：

Rui Huang, Jiaolong Meng, Xuefeng Jiang. Photocatalytic Upcycling of Plastic Waste. Engineering.

开放获取：

https://doi.org/10.1016/j.eng.2025.12.043

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