中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員潘秀蓮團隊在塑料催化轉化回收利用領(lǐng)域取得新進(jìn)展。他們實(shí)現了在相對溫和條件下二氧化碳與聚烯烴廢塑料耦合升級回收高選擇性制芳烴等高值化學(xué)品。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《國家科學(xué)評論》。
塑料是重要的合成高分子材料，也是現代社會(huì )生活和工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的材料。如何解決急劇增加的廢塑料造成的環(huán)境和健康問(wèn)題，已經(jīng)成為全球重大問(wèn)題之一。在許多塑料制品中，以聚乙烯和聚丙烯為代表的聚烯烴約占55%，是產(chǎn)量和消費量最大的塑料。由于聚烯烴分子化學(xué)惰性，難以在自然條件下降解，因此，如何在相對溫和的條件下，實(shí)現聚烯烴碳-碳鍵選擇性斷裂和重組成為該領(lǐng)域一大挑戰。
OXZEO催化體系是研究團隊于2016年提出的一種創(chuàng )新性催化劑設計概念。此次研究中，團隊將OXZEO催化設計概念拓展應用于二氧化碳與聚烯烴廢塑料耦合升級回收中，使二氧化碳作為氫的受體并轉化成為碳氫化合物，促進(jìn)聚烯烴回收成為芳烴。
團隊通過(guò)創(chuàng )制Pt修飾的MnOx-ZSM-5雙功能催化劑，在300℃和1 MPa的相對溫和條件下，實(shí)現一步轉化生成芳烴等高值化學(xué)品。芳烴收率達64%，其中60%為苯、甲苯、二甲苯。研究證明，每公斤聚烯烴可消耗0.2公斤二氧化碳，且90%的二氧化碳轉化為芳烴產(chǎn)物，同時(shí)生成0.64公斤芳烴、0.28公斤液化氣和石腦油。
該研究設計的催化體系適用于聚乙烯、聚丙烯及其塑料制品的升級回收。此外，該技術(shù)路線(xiàn)不僅實(shí)現了聚烯烴類(lèi)廢塑料在相對溫和條件下，選擇性制高附加值芳烴，也為二氧化碳的轉化利用提供了一條新途徑。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1093/nsr/nwae097
（原載于《中國科學(xué)報》 2024-05-15 第4版 綜合）
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