journal article·2026-06Open access

Recent Advances and Perspectives in Carbonization of Waste PET Plastics

Yu Zhang, Nannan Song, Lei Ge, Xuesen Zeng, Jiawei Ye, Rongjun Song, Jinfeng Dai, Pingan Song

Small Structures· Volume 7· Issue 6

Abstract

The widespread application of polyethylene terephthalate (PET) plastics has generated severe environmental challenges while also providing abundant precursor resources for the sustainable production of carbon materials. This review systematically summarizes state‐of‐the‐art research progress in preparing high‐performance carbon nanomaterials using waste PET as a precursor. It highlights the key characteristics of PET as a carbon source and elucidates its underlying carbonization mechanisms. Core carbonization strategies for converting waste PET into carbon materials, including porous carbon, carbon nanosheets, carbon nanotubes, graphene, and their derivatives, are discussed. The effects of key parameters, such as carbonization temperature, activator type and dosage, catalysts, and reaction atmospheres, on the physicochemical properties of the final carbon materials are also analyzed. Furthermore, potential applications of waste PET‐derived carbon materials are discussed. By integrating contemporary research paradigms, this review underscores the significance of techno‐economic analysis and life cycle assessment in evaluating the sustainability of PET‐derived carbon materials. Finally, future perspectives are summarized to provide a strategic reference for waste PET resource recycling and its green transformation into carbon materials.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Fiber-reinforced polymer composites · Polymer crystallization and properties · Microplastics and Plastic Pollution

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Heilongjiang Key Laboratory of Molecular Design and Preparation of Flame Retarded Materials College of Chemical Engineering and Resource Utilization Northeast Forestry University Harbin P. R. China

Centre for Future Materials, School of Science, Engineering and Digital Technologies University of Southern Queensland Springfield Australia

Zhejiang Key Laboratory of Green and Low‐Carbon Utilization Technology of Agricultural and Forestry Biomass Hangzhou China

School of Chemistry and Materials Engineering Zhejiang A&F University Hangzhou China

Funding

Fundamental Research Funds for the Central Universities of China

References (100+)

Show source-provided references
1. 10.1016/j.scitotenv.2020.14177210.1016/j.scitotenv.2020.141772 ↗
2. 10.1007/s10311‐020‐01094‐710.1007/s10311‐020‐01094‐7 ↗
3. 10.1007/s41783‐018‐0049‐y10.1007/s41783‐018‐0049‐y ↗
4. 10.1039/d4ta08522a10.1039/d4ta08522a ↗
5. 10.1021/acssuschemeng.8b0453910.1021/acssuschemeng.8b04539 ↗
6. 10.1016/j.envpol.2024.12413110.1016/j.envpol.2024.124131 ↗
7. 10.1038/s41598‐025‐93668‐010.1038/s41598‐025‐93668‐0 ↗
8. 10.1007/s10311‐021‐01334‐410.1007/s10311‐021‐01334‐4 ↗
9. 10.1021/acssuschemeng.9b0663510.1021/acssuschemeng.9b06635 ↗
10. 10.1038/s41467‐018‐02881‐110.1038/s41467‐018‐02881‐1 ↗
11. 10.1016/j.wasman.2020.04.03510.1016/j.wasman.2020.04.035 ↗
12. 10.1016/j.tca.2017.06.00110.1016/j.tca.2017.06.001 ↗
13. 10.1007/s10311‐023‐01664‐510.1007/s10311‐023‐01664‐5 ↗
14. 10.1016/S0008‐6223(01)00005‐710.1016/S0008‐6223(01)00005‐7 ↗
15. 10.1039/d3su00311f10.1039/d3su00311f ↗
16. 10.1038/s41467‐021‐25048‐x10.1038/s41467‐021‐25048‐x ↗
17. 10.1016/j.gce.2023.06.00210.1016/j.gce.2023.06.002 ↗
18. 10.1007/s10311‐021‐01245‐410.1007/s10311‐021‐01245‐4 ↗
19. 10.1016/j.jece.2024.11353910.1016/j.jece.2024.113539 ↗
20. 10.1016/j.jpowsour.2025.23715610.1016/j.jpowsour.2025.237156 ↗
21. 10.1016/j.jaap.2022.10549610.1016/j.jaap.2022.105496 ↗
22. 10.1007/s10311‐023‐01638‐710.1007/s10311‐023‐01638‐7 ↗
23. 10.1002/pen.2640610.1002/pen.26406 ↗
24. 10.1021/acssuschemeng.0c0592610.1021/acssuschemeng.0c05926 ↗
25. 10.1038/s41598‐021‐82983‐x10.1038/s41598‐021‐82983‐x ↗
26. 10.1126/sciadv.170078210.1126/sciadv.1700782 ↗
27. 10.1016/j.carbon.2019.05.04210.1016/j.carbon.2019.05.042 ↗
28. 10.1039/d4gc04842c10.1039/d4gc04842c ↗
29. 10.3390/polym1501022410.3390/polym15010224 ↗
30. 10.1016/j.carbon.2020.11.00410.1016/j.carbon.2020.11.004 ↗
31. 10.1016/j.carbon.2025.12008510.1016/j.carbon.2025.120085 ↗
32. 10.1016/j.carbon.2011.06.06510.1016/j.carbon.2011.06.065 ↗
33. 10.1080/10962247.2013.76387010.1080/10962247.2013.763870 ↗
34. 10.1016/j.fuproc.2012.09.01910.1016/j.fuproc.2012.09.019 ↗
35. 10.1016/j.matchemphys.2018.02.00510.1016/j.matchemphys.2018.02.005 ↗
36. 10.1016/j.cej.2020.12535010.1016/j.cej.2020.125350 ↗
37. 10.1016/j.jtice.2012.02.00210.1016/j.jtice.2012.02.002 ↗
38. 10.1016/j.enconman.2015.11.01310.1016/j.enconman.2015.11.013 ↗
39. 10.1016/j.jwpe.2024.10609210.1016/j.jwpe.2024.106092 ↗
40. 10.1016/j.jenvman.2016.06.07010.1016/j.jenvman.2016.06.070 ↗
41. 10.1016/j.micromeso.2019.03.02510.1016/j.micromeso.2019.03.025 ↗
42. 10.1016/j.jallcom.2020.15474510.1016/j.jallcom.2020.154745 ↗
43. 10.1016/j.scitotenv.2020.13805510.1016/j.scitotenv.2020.138055 ↗
44. 10.1002/ceat.20120071910.1002/ceat.201200719 ↗
45. 10.1016/j.wasman.2019.01.00210.1016/j.wasman.2019.01.002 ↗
46. 10.3389/fchem.2022.88287610.3389/fchem.2022.882876 ↗
47. 10.1016/j.jaap.2012.12.02110.1016/j.jaap.2012.12.021 ↗
48. 10.1007/s10450‐018‐9943‐410.1007/s10450‐018‐9943‐4 ↗
49. 10.1021/sc500603h10.1021/sc500603h ↗
50. 10.1002/app.4833810.1002/app.48338 ↗
51. 10.1016/j.wasman.2019.03.00610.1016/j.wasman.2019.03.006 ↗
52. 10.3390/nano1006109710.3390/nano10061097 ↗
53. 10.1016/j.chemosphere.2023.13817410.1016/j.chemosphere.2023.138174 ↗
54. 10.1021/ie801694t10.1021/ie801694t ↗
55. 10.1039/C9TA07663H10.1039/C9TA07663H ↗
56. 10.1002/eem2.1223510.1002/eem2.12235 ↗
57. 10.1002/eem2.1219910.1002/eem2.12199 ↗
58. 10.1002/adma.20120342210.1002/adma.201203422 ↗
59. 10.1002/smll.20130081210.1002/smll.201300812 ↗
60. 10.1039/d3ee02461j10.1039/d3ee02461j ↗
61. 10.1111/jace.1627710.1111/jace.16277 ↗
62. 10.1039/c3cs60159e10.1039/c3cs60159e ↗
63. 10.3390/ma1205077410.3390/ma12050774 ↗
64. 10.1021/polymscitech.5c0003610.1021/polymscitech.5c00036 ↗
65. 10.3390/en1417542610.3390/en14175426 ↗
66. 10.1080/10962247.2016.124251710.1080/10962247.2016.1242517 ↗
67. 10.1021/es102431e10.1021/es102431e ↗
68. 10.1016/j.chemosphere.2019.12472810.1016/j.chemosphere.2019.124728 ↗
69. 10.1016/j.ecoenv.2017.07.01410.1016/j.ecoenv.2017.07.014 ↗
70. 10.1016/j.diamond.2018.02.00810.1016/j.diamond.2018.02.008 ↗
71. 10.1016/j.scitotenv.2021.14530910.1016/j.scitotenv.2021.145309 ↗
72. 10.1016/j.cej.2024.15293110.1016/j.cej.2024.152931 ↗
73. 10.1016/j.carbon.2009.04.02610.1016/j.carbon.2009.04.026 ↗
74. 10.1002/anie.20035238610.1002/anie.200352386 ↗
75. 10.1016/j.jece.2022.10774910.1016/j.jece.2022.107749 ↗
76. 10.1007/s10904‐024‐03472‐y10.1007/s10904‐024‐03472‐y ↗
77. 10.1016/j.mtchem.2025.10277410.1016/j.mtchem.2025.102774 ↗
78. 10.1021/acsomega.4c0342610.1021/acsomega.4c03426 ↗
79. 10.1016/j.scitotenv.2023.16271910.1016/j.scitotenv.2023.162719 ↗
80. 10.1016/j.apenergy.2022.12004010.1016/j.apenergy.2022.120040 ↗
81. 10.1016/j.fuel.2023.12914510.1016/j.fuel.2023.129145 ↗
82. 10.1016/j.jelechem.2023.11773110.1016/j.jelechem.2023.117731 ↗
83. 10.1016/j.susmat.2023.e0068710.1016/j.susmat.2023.e00687 ↗
84. 10.3390/nano1505037110.3390/nano15050371 ↗
85. 10.1016/j.gee.2020.10.00210.1016/j.gee.2020.10.002 ↗
86. 10.1016/j.jtice.2020.09.03510.1016/j.jtice.2020.09.035 ↗
87. 10.1016/j.diamond.2020.10791410.1016/j.diamond.2020.107914 ↗
88. 10.1002/cssc.20220157610.1002/cssc.202201576 ↗
89. 10.1016/j.cej.2024.15125610.1016/j.cej.2024.151256 ↗
90. 10.1016/j.materresbull.2024.11316610.1016/j.materresbull.2024.113166 ↗
91. 10.3390/molecules2920493410.3390/molecules29204934 ↗
92. 10.1007/s11814‐023‐1466‐310.1007/s11814‐023‐1466‐3 ↗
93. 10.1016/j.jenvman.2019.04.07710.1016/j.jenvman.2019.04.077 ↗
94. 10.1007/s13762‐020‐03102‐310.1007/s13762‐020‐03102‐3 ↗
95. 10.1016/j.watres.2004.01.00210.1016/j.watres.2004.01.002 ↗
96. 10.3144/expresspolymlett.2022.2010.3144/expresspolymlett.2022.20 ↗
97. 10.1016/j.jcis.2016.02.00710.1016/j.jcis.2016.02.007 ↗
98. 10.1016/j.seppur.2025.13248710.1016/j.seppur.2025.132487 ↗
99. 10.1021/ef801045k10.1021/ef801045k ↗
100. 10.1016/j.susmat.2025.e0124110.1016/j.susmat.2025.e01241 ↗