近日，美国南卡罗来纳大学和爱达荷州立大学联合发表了一篇关于氧化锆催化聚烯烃氢解的论文。研究揭示了其催化烃类聚合物选择性氢解的综合结构与化学特征。

       通常情况下，碳氢化合物聚合物和回收塑料制品的降解靠金属催化实现，而其相关氧化物则被认为是惰性的。氧化锆作为地球上含量丰富的资源，能催化聚合物，且活性比肩贵金属纳米粒子。这是塑料降解领域绝对的利好消息。

        可降解塑料

        随全球气候变暖，环境问题越来越突出。不仅是海平面的上升与空气质量的恶化，群众对塑料制品的讨伐也愈发强烈。自1907年塑料现世以来，人们一直苦于其不可降解的特性。由于材质的特殊，一开始塑料制品只能埋于地下，需要200~300年时间才可以降解。且即使该过程发生，也可能造成土壤造成板结等情况。于是，可降解塑料应运而生。

        目前，据小编了解实现降解的方式主要有三种：一、光降解、二、氧降解三、生物降解。

        光降解方法在技术上比较成熟。该反应必须暴露于阳光或紫外光下才能发生。利用辐射能量，PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）等传统材质的塑胶中混有的金属化合物及光敏剂可起催化作用，致使材料分子链断裂，从而产生连锁反应，会让塑胶产生裂化。但由于塑胶碎片的物理性质与质量不随碎裂而改变，塑胶仍无法完全分解。这会给使用者造成误解，从而随意处置后续产物，进而导致环境污染。加之光敏剂加大自身剧毒的特性，其分解反应也可能会危害环境。

        氧降解塑料（OXO）通常是在传统石化塑料中添加降解助剂，使塑料在较高温度的条件下，进行氧化反应，加速裂解。但这种方法尚未实现在可控时间内完全降解塑料。自2021年起，欧盟禁止成员国在市场销售氧降解塑料。另外，降解塑料的国际GB/T 20197新版本也会删除光降解和热氧降解塑料。

生物降解方法则是利用微生物产生作用。首先，微生物吸附于材料，通过微生物生长和代谢对材料进行一定程度的物理降解；其次，利用微生物代谢产生的胞外解聚酶，使材料高分子链发生水解和酶解作用，进而变成小分子可溶性物质；最后，小分子被微生物吸收，在胞内解聚酶和体内其他代谢反应的作用下，完全转化为二氧化碳和水。然而，该反应的对象只能是生物质，而非石化塑料。另外，每一种生物降解材料都要求特定的环境因素，否则其降解速度会很慢。因此，在采用生物降解法之前，须认真判定物质是否符合上述两个准入条件。

生物基塑料、石化基塑料及生物分解塑料间区别的简单示意图 

        生物可降解塑料

        比起光或氧降解塑料，生物降解塑料无疑是当下的比较好的选择。根据原料来源，其主要可分为四种： 1.天然材料直接加工得到的塑料是指利用天然高分子生产的生物降解塑料，主要有热塑性淀粉、生物纤维素、多糖类和聚氨基酸以及其共混改性、化学改性的产物； 2.微生物发酵和化学合成共同参与得到的聚合物，如聚乳酸（PLA)等； 3.由微生物直接合成的聚合物，如聚羟基烷酸酯（PHA)等； 4.以上这些材料共混加工得到的或这些材料和其他化学合成的生物降解塑料共混加工得到的生物降解塑料。

         现今，一些生物降解材料宣称“可堆肥”。可堆肥塑料指的是在颓废条件下，通过微生物作用，可在一定时间内转化为二氧化碳、水及其所含元素的矿化无机盐和生物质的塑料制品，且终产物须符合相关标准。当前市场上出现的可堆肥塑料基本属于工业堆肥条件下的生物降解塑料。

        “吞食”PET的细菌

         运用于塑料降解的微生物通常是自然界天然存在的。2016年，日本京都工艺纤维大学的研究小组发现了一种可以吞食PET（对苯二甲酸酯塑料）的微生物，大阪堺菌。这种细菌能够生长在PET薄膜上，在30℃条件下能够开始“吞食”PET聚合物。据此，研究人员推测其可以降解PET塑料。 诚然，进一步研究发现，大阪堺菌只喜欢非晶体PET，而实际生产使用的塑料产物是结晶态PET，针对性不强。另外，在自然条件下，该细菌降解塑料的效率也很低。如果要推行使用，优化是必要的。据此，中国科学院微生物研究所的吴边团队以此为思路，就大阪堺菌使用的酶，获得了更稳定的重设计酶，使其降解效率提升了300倍。

         环保你我他

         除了对现有塑料进行降解，新型环保材料亦是不错的选择。现今，市面上有五类绿色塑料，都属于生物可降解塑料范畴：

        1.聚乳酸（PLA）材料：采用再生的植物资源制成的新型生物降解材料。

        2.聚3-羟基烷酸酯（PHA）材料：微生物通过碳源发酵合成的不同结构的脂肪族共聚聚酯。

        3.聚己内酯：熔点仅62℃的聚合物。

        4.聚酯类材料：由多元醇和多元酸缩聚而得的纤维材料，具有良好的易改性、生物相容性、生物降解性和生物载药性。

       5.聚乙烯醇（PVA）材料：又称水溶性PVA薄膜，可被完全降解为二氧化碳和水。 塑料的使用已经渗入生活的方方面面。改变习惯不易，但在力所能及的范围内，杜绝塑料，任重道远。携带循环使用的购物袋去超市，减少一次性产品的使用；选择可回收、可再生、可降解的环保牛皮纸，拒绝过度包装；购买材质良好且符合个人风格的衣物，而非助长快销产品的气焰，年年换新造成浪费。在节能减排及可持续发展的时代大背景下，保护环境，从身边的小事做起。

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