团队开发无溶剂和无氢方法来升级回收高密度聚乙烯塑料

中国科学院中国科学技术大学曾杰教授领导的研究团队在塑料升级回收领域取得重大突破。

他们的研究题为“高密度聚乙烯塑料的无溶剂和无氢催化转化”，引入了一种新颖的脱氢芳构化和氢解串联策略，无需溶剂或氢气即可将高密度聚乙烯(HDPE)塑料转化为有价值的环烃。研究结果发表在《自然·纳米技术》杂志上。

聚乙烯是最常用的塑料之一，由于其稳定的化学结构，在自然降解方面提出了挑战。废旧聚乙烯塑料的回收技术不仅可以减轻污染，还可以带来经济效益。

研究团队从石油工业中短链汽油馏分催化重整和重油加氢裂化两个过程中汲取灵感，寻求通过环保催化转化将废旧HDPE塑料作为固体石油原料，从而生产下游产品。以石油为基础的化学产品。

受石油工业两个工艺的启发，研究团队重点关注短链汽油馏分催化重整以获得更高价值的环烃(产生氢气)和重油加氢裂化生产短链烃(消耗氢气) 。

基于这些过程，研究小组设计了一种“吸氢”策略来降解高密度聚乙烯(HDPE)塑料。他们开发了一种分子筛负载的金属钌催化剂(Ru/HZSM-5)，可以促进塑料脱氢成环烃，并在此过程中“呼出”氢气。同时，塑料“吸入”释放的氢气并发生裂解，转化为短链碳氢化合物。

研究团队随后探索了高密度聚乙烯塑料的升级回收反应途径。他们对不同分子筛金属钌负载量的HDPE塑料的回收进行了催化实验，并考察了分子筛孔对反应的影响。

结果表明，HZSM-5分子筛孔径适中，不仅避免了粗大环芳烃和积炭的形成，而且保证了环烃的顺利解吸，从而保证了催化反应的连续性和稳定性。反应。Ru/HZSM-5催化剂具有非常好的循环稳定性，也适用于不同类型的聚乙烯塑料。

这项研究代表了塑料升级回收领域的重大进步，为我们社会的可持续发展带来了巨大希望。通过提供将 HDPE塑料转化为有价值的环状碳氢化合物的创新解决方案，这项研究有助于解决塑料废物和促进更可持续的未来的持续努力。