文章重要内容
北京大学焦宁教授团队综述了通过催化碳链断裂将废弃聚烯烃塑料(聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯)高效转化为高附加值小分子化学品的最新进展。围绕惰性C–C键选择性断裂这一核心科学问题，系统梳理了氢解-芳构化、脱氢-复分解、氧化降解及串联催化等多种代表性策略，揭示了不同催化体系在调控反应路径与产物选择性方面的内在机制，为构建可持续塑料化学回收体系梳理了关键方法、技术进展与未来挑战。
文章背景
塑料因其低成本、轻质和优异的力学性能而被广泛应用，但随之而来的塑料污染和资源浪费问题已成为全球性挑战。在各类废弃塑料中，以聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯为代表的聚烯烃占比最高(图1)，其分子骨架由高度稳定的C–C键构成，化学惰性强，难以通过自然过程降解，传统机械回收虽然能够实现废弃资源的利用，但也存在性能劣化等瓶颈。相较于焚烧或填埋，化学回收能够在分子层面重构材料，对聚合物分子链进行精准剪裁与功能化，将其转化为单体、燃料或高值化学品实现资源的高值化利用，受到广泛关注。近年来，随着催化化学和绿色化学的发展，聚烯烃的化学升级回收逐渐从高温、非选择性的热裂解，发展为在相对温和条件下进行的精准化学转化，但在催化效率、选择性和可持续性方面仍面临诸多挑战。
图1 常用塑料的使用比例
文章概述
该文以聚烯烃结构特征为切入点，系统综述了 PE、PP、PS 和 PVC 的化学升级回收研究进展(图2)。针对 PE 和 PP，重点介绍了串联氢解-芳构化、交叉烷烃复分解、脱氢-烯烃复分解及氧化降解等路径，用于生产长链烷基芳烃、液体燃料、丙烯及羧酸等高值产物。针对 PS，文章总结了其在热催化和光催化条件下经氧化降解转化为苯甲酸、苯酚、苯乙酮、苯甲腈/苯甲酰胺的最新进展，展示了惰性塑料精准转化的可行路径。对于含氯的 PVC，作者重点综述了氧化降解以及脱氯-断链协同策略，最终得到羧酸及苯等化合物的最新进展。
图2 常见聚烯烃的降解方法及产物
在此基础上，文章进一步对比分析了不同催化体系、反应条件及聚合物结构对降解路径和产物分布的影响，总结了当前化学升级回收面临的关键科学问题。虽然仍面临催化剂成本、能耗控制、产物分离等系列挑战，但其在塑料经济中的战略价值已得到广泛认可并从催化剂设计、工程放大及全生命周期可持续评估等方面展望了未来发展方向。
本文为《高分子学报》特约综述，于 2026 年第 2 期正式刊印出版。欢迎大家关注阅读！论文第一作者为北京大学博士生俞亦涵和北京大学博士后赵斌治，通信联系人为焦宁教授。
引用本文
俞亦涵, 赵斌治, 焦宁. 从聚烯烃到小分子化合物的化学转化新进展. 高分子学报, 2026, 57(2), 305-338.Yu, Y. H.; Zhao, B. Z.; Jiao, N. Recent Advances in the chemical transformation of polyolefins into small molecules. Acta Polymerica Sinica (in Chinese), 2026, 57(2), 305-338.
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