2023 年，张伟在海外作念博士后筹议时曾发表一篇Science一作论文，其时他和互助者将塑料分解成了液体燃料。2025 年，时隔两年之后，也曾回到母校华东师范大学担任筹议员的他再次发表一篇Science一作论文（兼共同通信作家）。这一次，他和中外互助者们获胜将塑料转为汽油，即通过一步法将难以降解的搀和塑料垃圾诊疗为优质汽油。在 30℃的温度条款下开云kaiyun官方网站，该手艺关于软质聚氯乙烯（PVC，Polyvinyl chloride）管材的诊疗率达到 95%，对硬质 PVC 管材和 PVC 电线的诊疗率达到 99%。这让有毒塑料垃圾梗概通过奸险耗工艺诊疗为燃料，何况只需在室和缓常压下进行即可，能耗还能裁减 70% 以上。担任这次论文共同通信作家的好意思国工程院与欧洲科学院双院士约翰内斯·莱赫（Johannes Lercher）评价谈：“这项手艺就像为塑料垃圾找到了‘化学剪刀’，能在室温下快速将高分子链切割成汽油分子大小，为寰球轮回经济提供紧要支柱。”

（https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx5285开云kaiyun官方网站）

与传统塑料诊疗燃料手艺比拟，这种新款式能耗更低，所需开辟和步履更少，何况不错结束大范畴工业应用。在诊疗历程终端之后，所生成的产物包括汽油的主要因素、化学原料和盐酸。这意味着其生成物可被用于水处理、金属加工、制药、食物分娩和石油工业。由于这种款式只需一步就能将各式塑料垃圾诊疗为有价值的产物，因此梗概支柱绿色经济的发展。

筹议中，为了进行诊疗，张伟等东谈主将塑料垃圾与来自真金不怕火油历程的副家具轻质异烷烃碳氢化合物搀和。这一历程产生了“汽油范围”的碳氢化合物，它们主如若6 到 12 个碳的分子，而这恰是汽油的主要因素。另外，被回收的盐酸不错安全地进行中庸，并能算作原料进行再运用，从而有望取代此前鸿沟内的几种高温、高能耗的分娩道路。

图 | 张伟（华东师范大学）

据了解，聚烯烃在寰球塑料产量中占比最高，粗陋占比50%。而聚烯烃的氯化孳生物——PVC 又占据了另外约 10%。PVC 可谓是无处不在，从家里的水管门窗、身上的东谈主造革包包、脚上的地板、得手里的银行卡和电器的电线外表，齐有它的身影。PVC 的氯含量较高（约 57 wt.%，即分量百分比），因此在毁灭处理时，会比其他团聚物激发更严重的环境问题。这让搀和垃圾的物理分选与机械回收濒临着一些挑战，而传统款式也在经济效益上缺少竞争力。烧毁等传统的“垃圾能源化”款式，需要针对PVC 进行透顶的脱氯处理，以便退避二噁英、多氯联苯等有毒含氯化合物开释。此外，PVC 的阻燃特色会降奸险源回收的效劳，导致广泛 PVC 最终被填埋处理。鉴于这些挑战，欧洲化学品料理局与好意思国环境保护署于 2023 年运转了对 PVC 相干物资监管措施的审查，突显了治理 PVC 环境影响问题的热切性。

通常，那些将塑料分解为高纯度组分的化学升级旅途，需要单独地进行高温脱氯步履。脱氯，指的是从含氯化合物中去除或中庸氯元素，它的目的不仅是为了幸免产生无益影响，亦然为后续高要求应用场景预处理原料的必要要道。而张伟等东谈主本次所建议的战略，不错在一步法历程中将毁灭的PVC 升级为无氯燃料范围的碳氢化合物和盐酸。

（华东师范大学）

这一工艺可在单一步履中结束PVC 与聚烯烃搀和物的全齐催化诊疗，大幅拓展并培植了此前报谈的聚烯烃单独诊疗手艺的效果。在聚烯烃与异构烷烃的反馈历程中，为了幸免反馈速度过低及激发历程复杂等问题，东谈主们通常需要加入少许叔丁基氯（TBC，tert-Butyl Chloride）算作碳正离子激发剂。而 PVC 的结构相似由多个叔丁基氯单体单位联络酿成的长链，因此不错算作碳正离子的起首。基于这一特色，张伟等东谈主将 PVC 与聚烯烃协同处理，这时无需独特添加激发剂就能权贵提高聚烯烃解构的诊疗率。至于 PVC 在脱氯历程中生成的碳正离子，则可在低温下通过一语气的氢化物改革激活聚烯烃链，从而不再需要叔丁基氯激发剂。张伟等东谈主算计，PVC 比例的加多剖析过脱氯反馈生成更多碳正离子，进而加速全体反馈速度。举例，当 PVC 与聚乙烯的比例为 1:1 时，该搀和团聚物可在 30 分钟内结束全齐诊疗，并能生成粗陋 97 分量百分比的液态异构烷烃。

（https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx5285）

张伟等东谈主在论文中指出，他们将本次筹议的要点聚焦于单一步履的低温催化诊疗历程，因此挑升莫得筹商原料纯度带来的复杂性，即本次筹议主要悉力于考证该手艺的主张可行性。为了讲授这一工艺关于骨子毁灭物的适用性，他们在常温常压下将多种PVC 使用后家具诊疗为烷烃。践诺阻隔露出，包括各样软质/硬质 PVC 管谈及 PVC 电线在内的使用后 PVC 毁灭物，在 30°C 条款下均进展出左近的反馈活性。

在骨子应用中，搀和团聚物毁灭物的因素比较复杂，可能会向离子液体中引入多种添加剂与杂质，关于这些因素的具体潜在影响将来还需进行单独分析。张伟等东谈主在论文中指出，添加剂可能会对反馈速度产生影响，而杂质则主要富集在密度更大的离子液体相中。与之相对的是，有机相（即含有有机溶剂的那一层液体）在2 小时内梗概生成广泛无氯液态烷烃及气态异丁烷。将使用后的 PVC 毁灭物与硬质高密度聚乙烯瓶料搀和之后，在 80°C 条款下也可结束近乎定量的固体诊疗率，何况主要产物为异丁烷。需要讲明的是，在存在碳正离子的情况下，异戊烷的歧化反馈是不行幸免的，但是这一反馈主要发生在反馈初期阶段。尽管产物中约 40%-66% 为气态异丁烷，但是这些异丁烷不错与未反馈的异戊烷一同算作烷基化组分轮回运用，因此这一特色突显了该工艺的高效性与可继续性。

综上，本次手艺治理了搀和塑料毁灭物诊疗为燃料历程中产物分袂这一重要问题，且不会受到原料流中塑料搀和物的非均一性或可能导致催化剂改性/中毒的杂质影响。在这一反馈体系中，二氯甲烷不错稀释离子液体，裁减体系黏度与局部传质阻力。同期，二氯甲烷不错和统统轻质产物一同从蒸馏产物组分的顶部馏出，从而结束全齐回收运用。

（https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx5285）

总体而言，关于搀和PVC 与聚烯烃毁灭物的升级回收，本次效劳提供了一种具有变革性且可范畴化的单步履工艺。该工艺通过降奸险耗、减少开辟需求与中间步履，权贵培植了效劳与本钱效益，进而梗概大幅节能并能裁减环境影响。此外，该款式通过一步法将多种塑料毁灭物诊疗为高价值家具，同期还能培植家具性量，故能为工业化范畴应用奠定基础。

（https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx5285）

如前所述，张伟是本次论文的第一作家，本次论文的共同通信作家之一约翰内斯·莱赫（Johannes Lercher）亦然他在好意思国从事博士后时辰的互助导师。在好意思时辰，张伟曾主导好意思国能源部废塑料降解技俩及雪佛龙（Chevron）公司二氧化碳加氢合成多碳醇燃料技俩，匡助治理了工业催化中碳资源高效运用的重要科常识题 [1]。

如今，张伟也曾在华东师范大学成立课题组。现在，他主要筹议四个标的。

率先是毁灭碳资源（塑料/生物资）升值回收，即通过开发烧/光/电过火催化耦捏艺，结束毁灭塑料和生物资的高效解聚与高值化运用，力图打破催化剂打算、反馈旅途优化与产物摄取性调控等重要手艺。

其次是催化重质石蜡烷烃裂化与轻质烷烃烷基化，即研发高效催化剂，聚焦重质石蜡烷烃的裂化和轻质烷烃的烷基化，鼓舞圭臬汽油分娩手艺的立异。

再次是碳一分子（二氧化碳/一氧化碳等）催化诊疗，即开发高效、踏实的催化材料与反馈体系，通过筹议能源学及反馈机理，结束高效诊疗为高密度能量载体，鼓舞低碳能源手艺立异。

临了是打造将水算作氢源和介质的催化反馈及相干体系，即筹议以水算作氢源和反馈介质的催化反馈体系，开发新式催化材料与工艺，探索其在可继续能源诊疗中的应用后劲。

此外，据华东师范大学先容，将来张伟将鼓舞绿色催化手艺产业化，通过与石化企业互助进行中试放大，结束交易化应用。同期，他还将运用东谈主工智能手艺开发愈加高效的催化体系，力图深切揭示塑料诊疗的原子级机理，用功结束从践诺室到产业的全链条立异。

参考长途：

1.https://faculty.ecnu.edu.cn/_s34/zw2_26077/main.psp

https://mp.weixin.qq.com/s/tNKYvHrZaZp9FWhT3GwGCg

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx5285