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  塑料污染已成為全球性挑戰(zhàn)，實現(xiàn)塑料的高值化循環(huán)利用是應對這一問題的關鍵路徑。聚砜塑料（PSFs）作為一類高性能特種工程塑料，廣泛應用于醫(yī)療、汽車與航空航天等領域，年需求量超過10萬噸并持續(xù)增長。由于PSFs聚合物主鏈剛性單元具有較高的鍵能（C(sp²)-O鍵能：79-96 kcal/mol；C(sp²)-SO₂鍵能：70-82 kcal/mol），分子鏈內(nèi)/鏈間相互作用力強（π-π堆疊、p-π共軛、范德華力等），以及復雜的分子鏈構象，導致現(xiàn)有技術難以有效降解。加之實際廢棄聚砜常與其他塑料及添加劑混雜，使其化學回收成為長期未解的技術難題。

圖1 聚砜塑料的化學回收

  近日，華東師大姜雪峰教授團隊在《Nature Sustainability》期刊上發(fā)表了題為“Photocatalytic upcycling of polysulfones at ambient conditions”的研究論文，提出并發(fā)展了一種可見光驅動、豐產(chǎn)銅催化的芳基脫砜氯代策略，在常溫常壓、空氣兼容條件下，實現(xiàn)了PSFs的高效升級回收。該方法以以廉價易得的氯化銅為光催化劑，氯化鈉/二氯甲烷為氯源，氧氣為綠色氧化劑，能夠在溫和條件下精準斷裂聚砜主鏈中的芳基C(sp²)-SO₂鍵，從而將其轉化為高附加值的二氯代雙芳基醚單體，收率可達85%。該策略不僅適用于四類共二十種商用PSFs樹脂，也成功應用于真實廢棄聚砜材料，并在克級規(guī)模上驗證了高效回收能力（圖2）。尤為關鍵的是，該方法在混合塑料體系中展現(xiàn)出對PSFs的高度選擇性，有望突破傳統(tǒng)回收方式對原料純凈度的依賴，推動聚砜復合材料的實際回收利用。通過“精準脫砜—定向轉化”的技術路徑，該研究為高性能聚砜塑料的綠色化學回收提供了切實可行的新解決方案，代表了塑料可持續(xù)處理技術的一項重大進展。該論文通訊作者為姜雪峰教授、趙銀松研究員，第一作者為2023級博士生黃蕊，研究工作得到了國家自然科學基金委員會的資助支持。

圖2 PSFs樹脂及廢棄塑料的升級回收

  該研究提出了一種可見光驅動、銅催化選擇性脫砜氯代策略，在溫和條件下將難降解聚砜塑料精準轉化為高附加值化學品，兼具高效、綠色與成本低廉的優(yōu)勢，顯著提升了塑料回收的經(jīng)濟可行性和環(huán)境友好性，為解決特種工程塑料的循環(huán)利用提供了全新思路。姜雪峰/趙銀松團隊長期聚焦綠色合成化學與塑料可持續(xù)循環(huán)技術，特別在光催化惰性化學鍵活化及塑料降解研究領域取得一系列重要成果（相關成果發(fā)表于J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 11173; Chinese J. Polym. Sci. 2024, doi: 10.1007/s10118-024-3226-1; Adv. Sci. 2024, 11, 2403002; Sci. Bull. 2023, 68, 1522; Eur. J. Org. Chem. 2023, e202300664; Natl. Sci. Rev. 2021, 9, nwab156.等頂級期刊）。本項工作是其在該領域的又一里程碑式突破，充分展現(xiàn)了基礎研究支撐國家“雙碳”戰(zhàn)略與綠色發(fā)展目標、解決現(xiàn)實問題的巨大潛力。

  鏈接地址：https://www.nature.com/articles/s41893-025-01569-x