【儀表網 研發快訊】廢棄塑料的資源化利用是推進綠色低碳循環發展的重要舉措。聚乙烯是全球需求量最多的通用塑料，每年消費量超過1億噸。氫解可將聚乙烯選擇性轉化為高值液體燃料和化學品，但往往需要在較高的氫氣壓力下進行。
近日，清華大學化工系牛志強課題組在廢舊塑料催化升級回收領域取得重要進展，在低氫氣壓力甚至常壓條件下，將廢棄聚乙烯(PE)高選擇性地轉化為液體燃料、蠟和基礎油，提出并驗證了“綠氫+廢塑料=液體燃料”的分散式資源升級回收路線(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物甲烷的產生。通過對烷烴氫解反應路徑的分析，課題組提出了控制產物選擇性的新策略(圖2)：在貧氫條件下，可通過抑制連續C-C鍵斷裂來減少甲烷產量。基于上述分析，課題組設計并開發了RuPt稀合金催化劑，通過Pt原子稀釋催化劑表面的Ru位點，減緩了氫解過程中C-C鍵的二次斷裂，提高了氫解產物中高值長鏈烷烴的選擇性。此催化劑可以在低氫氣壓力甚至常壓條件下，實現對聚乙烯的高選擇性升級轉化。
圖2.氫解反應路徑與催化劑設計思路
相關研究成果以“稀釋釕鉑合金聚乙烯氫解，實現H2壓力無關的低甲烷選擇性”(Polyethylene hydrogenolysis by dilute RuPt alloy to achieve H2-pressure-independent low methane selectivity)為題，于12月4日發表于《自然·通訊》(Nature Communications)。
清華大學化工系2021級博士生胡琪琨為論文第一作者，化工系副教授牛志強為論文通訊作者。研究得到北京市自然科學基金、國家自然科學基金的支持。
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