Research progress in upcycling of waste plastics

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.04.013

Abstract

Abstract:

This paper reviewed the research progress in the upcycling of waste plastics from physical⁃mechanical recycling to the chemical upcycling of plastic waste. The elucidation and analysis of advanced chemical catalytic methods， including， thermal catalysis， microwave catalysis， bio⁃catalysis， electro⁃catalysis， and photocatalysis， were introduced， which exhibited great potential for a wide range of application. Moreover， the rational design， structure characterization of catalyst， and performance evaluation on the upcycling of waste plastics were also systemically introduced. Especially， the yield， selectivity， and reaction mechanisms of plastic treatment were discussed. In addition， the advantages and disadvantages of various methods were comparatively presented. Based on the current progress in the waste plastic recycling， some insights into the challenges and future directions in this field were proposed to provide guidance for the recycling of plastics into high⁃value⁃added chemicals.

Key words: waste plastics, physical recycling, chemical catalysis, high?value?added chemicals

CLC Number:

TQ320.9

HU Yanqing, HU Fan, ZHOU Jianchi, DOU Yibo. Research progress in upcycling of waste plastics[J]. China Plastics, 2024, 38(4): 79-87.

Figures/Tables 11

Fig.1. The treatment methods of waste plastics including incineration and landfill， physical recovery， chemical upcycling under high temperature and pressure， normal temperature and pressure

Fig.2. The process of landfill and combustion treatment of plastic waste［8］

Fig.3. Physical method of plastic recycling

Fig.4. Flow chart of pyrolysis treatment

Fig.5. Schematic diagram of catalytic pyrolysis of waste plastic［31］

Fig.6. Schematic diagram of microwave⁃catalyze and pyrolysis of waste plastics

Fig.7. Schematic diagram of hydrolysis and alcoholysis of waste plastics

Fig.8. Schematic diagram of biocatalysis of waste plastics

Fig.9. Schematic diagram of electrocatalysis of waste plastic

Fig.10. Schematic diagram of photocatalytic upcycling of waste plastic

方法		反应条件	产物	效率和产率	产物选择性
传统方法	填埋	常温常压	—	—	—
传统方法	焚烧	常温常压	CO₂、大量污染物	—	—
物理回收	机械回收	加热、熔融等	次级产品	—	—
剧烈的化学回收	热解	高温高压	短链烯烃、氢气、单体、油、焦炭等	效率较高、产率较高	较低
	催化热解			效率高、产率高	较高
	微波催化			效率极高、产率极高	高
	水解醇解			效率较高、产率较高	较高
温和的化学回收	生物催化	常温常压	氢气、单体、小分子有机酸等	效率高、产率高	高
	电催化			效率较低、产率较低	高
	光催化			效率较低、产率较低	高

Tab.1. Comparison of various plastic treatment methods

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