研究背景：
塑料是现代社会中使用最多的材料之一，它深刻地改变着人类的生活。然而，近几十年来，随着塑料制品的大量使用，环境中的塑料垃圾也不断积累。据报道，截止到2015年底，全球共生产塑料83亿吨，其中废弃塑料63亿吨，尽管已经采取了各种方法进行回收，但仍有将近80%的废弃塑料泄露在自然界中没有得到任何处理，对环境产生了巨大的威胁。聚乳酸(PLA)是一种生物基可降解聚酯，在自然条件下可以完全降解成CO2和H2O，是替代传统石油基塑料，解决废弃塑料污染的最佳候选材料之一。虽然PLA在自然条件下可以实现降解，但在现实环境尤其是土壤和海水中，其降解过程非常缓慢。此外，PLA完全降解的产物包含温室气体CO2，其大量释放不仅会造成碳资源的浪费，还会加剧温室效应。因此，与在自然环境中降解相比，将PLA回收转化成增值化学品是一种更好的策略。
研究内容：
为了实现PLA的回收转化，研究人员以不同的金属/负载物体系作为催化剂，在不同的反应条件下对PLA进行氨解实验，测定丙氨酸的产率，从而探究氨解的最佳条件。
主要研究结果：
1. PLA胺化流程
2. 不同金属/负载物催化剂体系下，PLA胺化实验结果
3. 以Ru/TiO2作催化剂，不同金属配比时PLA胺化实验的产率（反应条件：50 mg PLA, 100 mg催化剂, 2.5 ml NH3·H2O (25 wt.%), N2, 140°C, 18 h）
4. 以Ru/TiO2作催化剂，不同温度下PLA胺化实验的产率（反应条件：50 mg PLA, 2.5 ml NH3·H2O (25 wt.%), 催化剂/单体摩尔比为0.051, 72 h）
5. 以Ru/TiO2作催化剂，丙氨酸产率随时间变化图（反应条件：1.0 g PLA, 2 wt % Ru/TiO2,催化剂/单体摩尔比为0.024, 50 ml NH3·H2O (25 wt.%), N2, 140 °C）
6. 提取和回收乳酸酰胺和乳酸铵进行循环实验，得到高产率的丙氨酸（反应条件：0.25 g PLA,催化剂/单体摩尔比为0.048, 30 mL NH3·H2O (25 wt %), N2, 140 °C）
研究结论：
对PLA进行回收转化成丙氨酸时，Ru/TiO2是一种高效的催化剂体系。使用Ru/TiO2作催化剂，在140 ℃时将PLA用氨溶液处理，丙氨酸的产率最高可达到77%，且反应不需要额外添加氢气。另外，通过多次循环实验，丙氨酸的产率最高可达到94%。这种将PLA转化成高附加值化学品的新方法有望代替自然降解途径，也为其他类型塑料的回收处理提供了思路。
参考文献：
Tian S H, Jiao Y C, Gao Z R, et al. Catalytic Amination of Polylactic Acid to Alanine[J]. Journal of the American Chemical Society, 2021, 143(40): 16358-16363.
