在碳中和、资源安全与粮食安全等多重需求驱动下，农林废弃物、易腐有机固废和废旧聚合物等有机固废，既是需要妥善控制的污染源，也是储量可观、形态多样的可再生碳资源。然而，不同有机固废在分子结构、化学键类型、可生化性及组分耦合方式等方面差异显著，现有资源化技术仍普遍面临生物转化速率低、关键代谢机制不清，热化学过程温度高、能耗大、产物选择性不足，以及先进炭材料制备难以连续放大等瓶颈。围绕这一问题，团队构建了“原料特性识别—转化机制解析—关键过程强化—功能材料构筑—装备开发与工程放大—环境经济效益评价”的研究框架，系统开展生物质水/溶剂热转化、有机固废厌氧产甲烷、有机固废制备炭材料及其应用、废旧聚合物资源化利用研究，推动有机固废由末端处置和低值利用向清洁能源、高值化学品与先进材料协同生产转变。

针对生物质定向转化温度高、外源氢气需求大的问题，团队将水/溶剂热催化与原位供氢相结合，利用醇类溶剂提供氢源，并调控反应过程中催化活性位点的状态，促进生物质组分选择性解聚与加氢升级。在木质素模型化合物香草醛的转化中，30 ℃下最快30分钟实现超过99%的转化率，高值产物产率达95%。相关研究揭示了反应介质与动态催化位点对转化路径的调控作用，为生物质温和条件下的高值化利用提供了方法。

针对废旧聚合物化学结构差异显著、传统热解过程中高分子链随机断裂、产物分布宽及复合材料组分难分离等问题，团队根据不同聚合物的关键化学键和目标产物，构建了“结构识别—介质调控—催化转化—产物定向”的分质资源化技术体系。通过介质与催化位点调控，PET甲醇解回收对苯二甲酸二甲酯，选择性达99.0%；PS沿氧化和催化解聚两条路径分别制备苯甲酸与苯乙烯；聚烯烃经非贵金属催化转化为石脑油和航空燃料馏分。对于退役风机叶片，团队开发乙酸溶胀与原位过氧乙酸氧化两步法。在100 ℃、氧化2小时条件下，环氧树脂降解率和回收玻璃纤维拉伸强度保持率均超过90%，实现树脂降解与纤维保值回收。

围绕厌氧消化技术存在的核心瓶颈，依托单菌基因组水平宏组学解析厌氧消化功能菌群及互营机制；利用水热炭表面含氧官能团强化种间直接电子传递，加快菌群代谢；耦合热化学预处理将难降解固废转化为易利用底物，实现合成气、水热液高效甲烷化。结合炭材料添加、热化学预处理等实现了餐厨、污泥等有机固废产甲烷速率及甲烷产率提升20-30%，解决了目前有机固废厌氧消化面临的关键问题，提升了对厌氧消化关键功能微生物的认识，实现了厌氧消化微生物代谢速率与代谢能力的提升。

针对生物质石墨烯制备依赖导电添加剂、连续放大困难的问题，团队开发热解—焦耳热耦合自动化装备。前置热解脱除挥发组分，利用所得生物炭自身电阻特性驱动焦耳热反应，无需额外添加碳黑，并通过自动进料与能量分配实现连续制备。该工艺碳排放较传统焦耳热工艺降低86.1%。通过调控材料界面与表面功能基团，团队进一步开发污染物催化氧化材料、分离膜和纳米叶面肥。其中，功能化石墨烯膜对所测试重金属离子、有机分子和纳米塑料的截留率超过99.9%，拓展了生物质炭材料的应用场景。

目前，有机固废资源化亟需突破真实复杂原料中组分相互作用不清、催化剂与功能菌群稳定性不足、连续装备放大困难等挑战。同时，技术评价需兼顾资源产出、碳减排、经济可行性与长期环境安全。团队将推进生物质全组分增值、混合塑料选择性分离与低温催化、微生物互营代谢调控，以及低维炭材料连续化和智能化制备。结合原位表征、宏组学、分子模拟与机器学习，解析转化机制，并将生命周期和技术经济评价融入工艺开发，推动研究成果走向稳定、可持续的实际应用。