清華新聞網(wǎng)12月10日電 廢棄塑料的資源化利用是推進(jìn)綠色低碳循環(huán)發(fā)展的重要舉措。聚乙烯是全球需求量最多的通用塑料,，每年消費(fèi)量超過(guò)1億噸,。氫解可將聚乙烯選擇性轉(zhuǎn)化為高值液體燃料和化學(xué)品,，但往往需要在較高的氫氣壓力下進(jìn)行。
近日,，清華大學(xué)化工系牛志強(qiáng)課題組在廢舊塑料催化升級(jí)回收領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,，在低氫氣壓力甚至常壓條件下，將廢棄聚乙烯（PE）高選擇性地轉(zhuǎn)化為液體燃料,、蠟和基礎(chǔ)油,，提出并驗(yàn)證了“綠氫+廢塑料=液體燃料”的分散式資源升級(jí)回收路線（圖1）。
圖1.廢棄聚烯烴低壓氫解制備液體燃料
聚乙烯氫解通常需要高壓氫氣才能避免低值產(chǎn)物甲烷的產(chǎn)生,。通過(guò)對(duì)烷烴氫解反應(yīng)路徑的分析,，課題組提出了控制產(chǎn)物選擇性的新策略（圖2）：在貧氫條件下，可通過(guò)抑制連續(xù)C-C鍵斷裂來(lái)減少甲烷產(chǎn)量,?；谏鲜龇治觯n題組設(shè)計(jì)并開發(fā)了RuPt稀合金催化劑,，通過(guò)Pt原子稀釋催化劑表面的Ru位點(diǎn),，減緩了氫解過(guò)程中C-C鍵的二次斷裂，提高了氫解產(chǎn)物中高值長(zhǎng)鏈烷烴的選擇性,。此催化劑可以在低氫氣壓力甚至常壓條件下,，實(shí)現(xiàn)對(duì)聚乙烯的高選擇性升級(jí)轉(zhuǎn)化。
圖2.氫解反應(yīng)路徑與催化劑設(shè)計(jì)思路
相關(guān)研究成果以“稀釋釕鉑合金聚乙烯氫解,，實(shí)現(xiàn)H2壓力無(wú)關(guān)的低甲烷選擇性”（Polyethylene hydrogenolysis by dilute RuPt alloy to achieve H2-pressure-independent low methane selectivity）為題,，于12月4日發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）。
清華大學(xué)化工系2021級(jí)博士生胡琪琨為論文第一作者,，化工系副教授牛志強(qiáng)為論文通訊作者,。研究得到北京市自然科學(xué)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金的支持,。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-54786-x
供稿：化工系
編輯：李華山
審核：郭玲
