图 聚乙烯无外加催化剂氧化转化制二元酸的反应历程与机制示意。（a）微液滴表面聚乙烯自发氧化生成二元酸的机制示意；（b）聚乙烯氧化体系与额外加入1% H₂O₂体系的产物收率比较；（c、d）H₂¹⁶O和H₂¹⁸O体系中生成丁二酸酯化产物的GC-MS分析

　　在国家自然科学基金项目（批准号：22325204、22472147）等资助下，浙江大学化学系王勇教授、毛善俊研究员团队联合英国卡迪夫大学Graham J. Hutchings教授等，在废塑料绿色高值转化研究方面取得进展。研究成果以“微液滴介导的无催化剂废塑料转化制二元酸（Catalyst-free, microdroplet-mediated waste plastic conversion to diacids）”为题，于2026年7月15日在线发表于《自然》（Nature）。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-026-10746-7。

　　塑料废弃物处理是全球环境与公共健康面临的重要问题。其中，占塑料总量60%以上的聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃材料，具有稳定C-C、C-H键和疏水结构，在自然环境中难以降解，成为废塑料回收和高值化利用中的难点。现有化学回收路线虽具备聚合物降解与升级转化的可行性，但其在处理真实废塑料时，催化剂因活性位点被毒化而失活、因中间体结焦而积碳，加之产物分布复杂导致后续分离流程冗长，这些关键瓶颈共同限制了传统路线在规模化应用中的经济性与稳定性。

　　针对上述问题，研究团队提出仅以水和氧气为反应介质的废塑料氧化升级降解策略。在加热和搅拌条件下，熔融聚合物和水形成具有微米尺度水包油结构的乳液，水-油微液滴界面的强局域电场裂解水分子原位生成具有强氧化性的羟基自由基，进而在无外加催化剂条件下高效氧化裂解聚合物链中的C-H键和C-C键。在125℃、2 MPa氧气条件下，聚乙烯可被氧化转化为碳数集中分布于C4~C7的有机酸及少量气态碳氧化物（CO_x）。产物中，饱和二元羧酸的碳收率接近70%，其中丁二酸作为主要组分，占该二元酸总物质的量的58%。该策略不仅兼容包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及废轮胎等成分复杂的实际混合废料，并对常见含氮硫氯的有机添加剂、无机杂质以及自来水、海水等水源展现出极强的耐受性。通过从传统气液微滴界面体系拓展到微乳液界面体系，团队进一步在5升反应器中完成300克级聚乙烯宏量降解，转化率89%，饱和二元酸产率超过52%。同时，6万吨工艺过程模拟显示，在经济性、碳减排以及节能等方面具有显著竞争性。该研究为实际混合废塑料的绿色高值化利用提供了新思路，也为微液滴界面化学的宏量应用提供可能场景。