中國科學院化學研究所韓布興課題組在聚乙烯轉化制備汽油方面取得重要進展
塑料制品在現代生產生活中具有不可替代的作用，極大地促進了社會經濟的發展，同時也產生了大量很難自然降解的廢舊塑料垃圾，對生態環境與人類健康造成危害，引起了全世界的高度關注。因此，廢棄塑料的資源化利用對解決塑料污染問題、實現綠色可持續發展意義重大。廢棄塑料中，聚乙烯的轉化難度很大，其非極性的碳碳鍵難以活化和斷裂。目前已有的聚乙烯轉化策略主要依賴于高反應溫度（400℃以上）、貴金屬催化劑和外加氫源，從而限制了聚乙烯化學回收的工業化。如何低成本且高效地轉化聚乙烯一直是塑料轉化領域的重要難題。
在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的支持下，中國科學院化學研究所膠體、界面與化學熱力學實驗室/北京分子科學國家研究中心韓布興課題組在二氧化碳、生物質、廢棄塑料、有機垃圾等可循環碳資源催化轉化利用方面取得系列成果。
近日，該課題組與北京師范大學、北京大學等單位合作，利用層狀自支撐分子篩作為催化劑成功實現了低溫（240 ℃）、無貴金屬、無氫氣、無溶劑條件下聚乙烯塑料轉化制備高品質汽油，收率達到80%。該策略利用層狀自支撐分子篩豐富的外比表面積和介孔孔道，使得聚烯烴大分子與催化劑活性位點充分接觸，并且這種層狀自支撐分子篩具有獨特的開放骨架三配位鋁位點，有助于活化碳氫鍵，形成碳正離子，促進聚烯烴碳碳鍵發生β-裂解。自支撐分子篩高效催化部分聚乙烯芳構化，為產生的小分子烯烴轉化為烷烴提供氫源，從而以自供氫的方式產生汽油。所制備的汽油組分中，能提升辛烷值的支鏈烷烴含量是商用汽油的近兩倍。該工作為廢棄聚乙烯催化轉化制備高品質汽油提供了新的路線，具有良好的應用前景。這一成果4月9日在國際學術期刊Nature Chemistry上發表（Nat. Chem.2024,DOI:10.1038/s41557-024-01506-z），論文第一作者為中國科學院化學研究所博士研究生岑梓榆，通訊作者為中國科學院化學研究所韓布興研究員和林龍飛研究員、北京師范大學韓雪教授、北京大學楊四海教授。
層狀自支撐分子篩催化聚乙烯轉化制備汽油
膠體、界面與化學熱力學院重點實驗室
