聚乙烯（PE）是全球产量最大的塑料之一，通过化学回收利用可以减少一次性塑料对环境的影响，并获取高价值化学品。然而，PE的C–C和C–H键能较高，反应通常需要高温高压等条件。聚乙烯的氧化可以在200℃以下的温度进行，低于热解(400-900℃)和氢解的反应温度(200-400℃)。而且氧化反应可以使用廉价、环保的空气为氧化剂，得到的氧化产物含有羟基、羰基、羧基等，往往具有比碳氢化合物更高的经济价值。
最近，清华大学牛志强教授课题组详细综述了聚乙烯氧化的最新进展，主要包括氧化为新的聚合物、新的化学品和新材料（见下图）。作者首先总结了向PE上引入羟基和羰基的方法，并介绍了这些新的聚合物产品在增容剂、粘附剂方面的应用。其次，作者总结了使用氧气或硝酸获得短链氧化聚乙烯和二羧酸的方法，并讨论了串联反应将二羧酸转化为高价值化学品的潜力。随后，作者简要概述了通过PE脱氢转化为不同形貌碳材料的路径。对于产物的表征，作者详细总结了官能化聚乙烯和二羧酸的定量和定性方法，如核磁共振（NMR）、液相色谱-质谱联用（LC-MS）和气相色谱-质谱联用（GC-MS）等，并给出了实例介绍。最后，作者总结了该领域面临的挑战并对未来发展做出展望，包括通过机理研究指导开发新型催化剂从而提高碳收率和产物选择性，运用全生命周期分析评价氧化过程的经济可行性，并以真实塑料为反应底物验证反应路线的实用性等。这篇综述详细总结了PE氧化的反应方法和表征手段，为相关领域的研究者有参考意义。
论文作者为清华大学博士生车羿臻和吴艳芬，通讯作者为牛志强副教授。详见：Yizhen Che, Yanfen Wu, Zhiqiang Niu. Oxidative degradation and upcycling of polyethylene wastes. Sci. China Chem., 2024, DOI: 10.1007/s11426-024-2252-9.
原文：https://www.sciengine.com/SCC/doi/10.1007/s11426-024-2252-9
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