全球塑料废料危机，尤其是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的处理问题，亟需可持续的回收解决方案。PET甲醇解法为回收高纯度二甲基对苯二甲酸酯（DMT）提供了一条有前景的途径，但在温和条件下实现可扩展、经济高效且环保的工艺仍具挑战。本研究提出了一种基于生物基的催化体系，采用愈创木酚和碳酸氢钾（<碳酸氢钾>）在温和条件（120°C，0.6 MPa）下进行反应，仅需2小时即可获得94%的DMT产率和98%的乙二醇（EG）产率。与传统的酸催化或共溶剂辅助甲醇解法不同，愈创木酚的酚羟基对四面体中间体起到关键稳定作用，显著提升了催化效率。该体系在多种聚酯材料及实际PET废料流中展现出广泛的适用性。该材料可包含混纺纺织品和彩色塑料，同时支持选择性解聚。生命周期评估（LCA）与技术经济分析（TEA）证实其碳足迹低、能效高且具备工业可行性。这种经济高效且可规模化应用的策略为PET回收提供了可持续解决方案，在应对环境与经济双重挑战的同时，推动塑料行业实现资源循环利用。

图1.期刊封面图

上图为西西智研制作

图2.非催化(a)和报道的催化(b) PET甲醇解；c）提出的碳酸氢钾/愈创木酚温和催化体系用于PET甲醇解

图3.机理探索。a-d)SEM图像及(e)不同反应时间下PET片材的GPC分析；f)不同添加剂对PET甲醇解的影响；g)MB与愈创木酚间提出的相互作用；h) FT-IR、i) 1 H NMR以及j) 13C NMR对不同比例愈创木酚与MB混合物的分析。反应条件：PET（3 mmol PET单元）、MeOH（4 mL）、添加剂（1当量或2 mL）及催化剂（碳酸氢钾，10 mol%)，在120°C下反应120分钟

图4.密度泛函理论（DFT）计算结果。a)甲醇在不同稳定剂存在下攻击聚乙二醇（PET）时的能量势垒。展示不同稳定剂存在时氢键结构与结合能的可视化：b)亚稳态2-1（甲醇），c)内禀态2-1（甲醇），d)亚稳态3-1（愈创木酚），e)内禀态3-1（愈创木酚）。图示中白色球体代表氢原子(H)，灰色球体代表碳原子(C)，红色球体代表氧原子(O)

图5.底物范围：a)各类聚酯树脂，b)真实PET塑料废料，c)混合物。1标准反应条件：PET或聚酯（3 mmol聚酯单元）、甲醇（4 mL)、催化剂（碳酸氢钾，10 mol%)和愈创木酚（1 eq.)，在120°C下反应120分钟。2与1相同条件，但温度升高至130°C。3通过氢核磁共振测定。4通过气相色谱法测定

图6.纺织品降解实验及放大实验：a)实拍图片，b和c) SEM图像，d) XRD图谱，e) FT-IR光谱，f) 13C MAS核磁共振谱。透明(g)与有色(h) PET瓶的公斤级实验聚酯分解过程。标准反应条件：PET或聚酯（3 mmol聚酯单元）、甲醇（4 mL)、催化剂（碳酸氢钾，10 mol%)以及愈创木酚（1当量），在120°C下反应120分钟

图7.工艺流程图（a，b）、将我们的方法与先前报道的超临界甲醇[44]和共溶剂[16]、石化生产系统以及焚烧（c：NREU，d：GWP)进行生命周期评估，并对采用碳酸氢钾/愈创木酚催化剂体系的PET回收进行全球（GLO）和欧盟（EU）背景下的技术经济分析(e)

该研究针对废聚对苯二甲酸乙二酯（PET）回收中成本高、能耗大、规模化难的痛点，提出生物基愈创木酚强化甲醇解的创新策略。在技术原理上，通过引入源于生物质的愈创木酚作为协同助剂，调控甲醇解反应体系的界面特性与反应动力学，显著降低反应活化能，实现温和条件下（较低温度、压力）废 PET 的高效降解；在工艺优化层面，系统探究愈创木酚添加量、反应温度、时间等参数对 PET 降解率及产物纯度的影响，确定最优工艺条件，使对苯二甲酸二甲酯（DMT）回收率超 95%，且产物纯度满足再聚合要求；在经济性与低碳性评估中，生物基助剂的使用降低了对化石基试剂的依赖，工艺能耗较传统甲醇解降低 30% 以上，同时避免有毒催化剂的使用，契合绿色化工发展需求，为废 PET 规模化回收提供了经济可行、环境友好的技术方案。

未来可从三方面推进该技术落地与升级：一是深化助剂作用机制研究，解析愈创木酚与 PET 链段的相互作用细节，为开发更高效的生物基助剂提供理论支撑；二是拓展工艺适用范围，探索该技术对不同老化程度、含杂质废 PET（如复合 PET 材料）的降解效果，提升技术普适性；三是推动产业化放大，优化反应器设计以实现连续化生产，同时探索生物基愈创木酚的低成本规模化制备路径，进一步降低回收工艺总成本，助力 “双碳” 目标下塑料循环经济体系的构建。

本文内容来自期刊Angew. Chem. Int. Ed.  2025年发表, 第64卷, 以Cost-Effective and Low-Carbon Scalable Recycling of Waste Polyethylene Terephthalate Through Bio-Based Guaiacol-Enhanced Methanolysis为题的文章。原文链接：

doi.org/10.1002/anie.202503469

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