对于PLA，最常用的化学回收方法是将聚酯水解和醇解成单体，可以重新用于聚酯合成。但是除了这种聚酯的闭环回收外，另一个有吸引力的途径是将废聚酯用作碳源，并将其转化为增值化学品或其他关键单体。在这篇文章中，北京大学马丁、王蒙团队提出了一种新的聚酯聚合物的回收方案，可以实现聚合物直接转化为甲基丙烯酸甲酯（MMA）这一具有高附加价值的化工原料。

他们设计了一个两步催化过程转化废物可降解聚乳酸转化为MMA。第一步是以PLA和甲醇为原料的PLA到丙酸甲酯（MP）的催化转化过程，在甲醇溶液中，通过220°C下α-MoC催化剂，PLA到丙酸甲酯的转化率为99%，对MP的选择性为98%。第二步是在催化作用下将MP转化为MMA，该过程实现的转化率为81%。值得一提的是整个过程中不需要向反应体系中注入氢气气体，大大提升了反应的安全性。

从PLA到MMA的回收路线

进一步对实际塑料向丙酸甲酯转化的过程进行了评价，将6 g聚乳酸制品（吸管，杯子，餐具）在筛选优化后的反应条件下进行高效转化，反应结束后发现聚乳酸完全转化，丙酸甲酯的收率为98%。通过对反应过程的研究可以发现，聚乳酸在短时间内先进行醇解产生乳酸甲酯（ML），进一步通过催化加氢脱氧反应转化为丙酸甲酯（MP），反应过程中会伴随着少量过加氢产物丙醇（Pol）的产生。该催化体系具有较好的循环稳定性及普适性，在十次循环实验中表现出稳定的催化活性，该催化体系也适用于聚乙醇酸（PGA）和聚己内酯（PCL）的催化转化。

聚酯向烷基酯的催化转化

接下来，对丙酸甲酯（MP）通过缩合反应制备甲基丙烯酸甲酯（MMA）的过程进行了探索，在采用Cs-La/SiO2作为催化剂，三聚甲醛作为醛源，380度的反应条件下，丙酸甲酯的转化率超过80%，甲基丙烯酸甲酯的选择性超过90%。最后，使用商业PLA吸管（约含83% PLA）评估了PLA两步法转化为甲基丙烯酸甲酯的效率，6 g PLA吸管经过两步催化转化可获得2.5 g甲基丙烯酸甲酯和2.1 g丙酸甲酯。

使用废PLA生产MMA

与传统的单体回收工艺相比，该方法为在相对温和的条件下可以在高转化率和高选择性的情况下生产高价化学物质。文中通过实验还验证了聚乙醇酸（PGA）和聚己内酯（PCL）也可以实现类似的转化。这种循环生物可降解聚酯的方法不仅可以激发多种废塑料的上循环工艺的发展，而且也证明了利用塑料废料作为碳资源生产高价值产品以实现可持续的循环经济的可行性。

该研究得到国家自然科学基金、科技部重点研发计划、北京分子科学国家研究中心等的资助，北京大学马丁教授和王蒙副研究员为该工作的通讯作者，第一作者为北京大学化学与分子工程学院博士后孙博，合作者包括上海有机所刘国生教授、纽黑文大学肖德全教授、中国科学院大学周武教授。

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https://www.nature.com/articles/s41893-023-01082-z