不用催化剂，靠微小水滴把废塑料变成二元酸

全球每年产生数亿吨塑料垃圾，其中聚烯烃类（如聚乙烯PE）占比超60%，但因其化学惰性强，常规热解需400℃以上高温，催化升级又易被添加剂毒化、成本高、难工业化。本文突破性地提出一种完全无需催化剂的塑料升级回收新路径：仅用水和氧气，在温和条件（125℃、2兆帕氧气、充分搅拌）下，通过“水-熔融塑料微液滴界面”这一特殊反应场所，自发产生高活性羟基自由基（•OH），从而高效断裂塑料长链。核心原理是：熔融塑料与水搅拌形成大量微小油滴，其界面存在极强电场，能从水中抽取电子生成•OH；这些自由基连续攻击塑料分子，逐步将聚乙烯氧化裂解为C4–C8短链二元羧酸（以琥珀酸为主），碳收率达69.6%。该过程不产生微塑料残留，产物可生物降解。实验验证了其强大普适性——不仅对纯PE高效，还能处理含多种添加剂（抗氧化剂、光稳定剂）的市售塑料（手套、购物袋、瓶盖等），甚至能降解废旧轮胎、多层包装膜等复杂混合废料，且对海水、自来水等天然水源同样有效。在300克规模放大试验中，转化率达89%，二元羧酸产率超52%。技术经济分析表明，该工艺投资回报期仅约3.3年，具备工业可行性；生命周期评估显示，其温室气体排放为负值（-0.30 kg CO₂当量/千克废塑料），是真正的“碳汇”技术，环境效益媲美机械回收，远优于焚烧和填埋。本工作首次将微液滴化学成功推向工业应用，为塑料污染治理，特别是海岛、发展中国家等基础设施薄弱地区的就地处理，提供了切实可行、绿色低碳的新方案。