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【48812】【科技日报】中科大研究人员规划出“氢呼吸”战略 抛弃聚乙烯变身“固体石油”

2024.06.22 作者: 品质管理

  科技日报讯 (记者吴长锋)6月27日,科技日报记者从中国科学技术大学得悉,该校合肥微标准物质科学国家研究中心曾杰教授提出了一种脱氢芳构和氢解串联的战略,在无需氢气和溶剂的情况下,可将HDPE催化转化为高的附加价值的环状烃。相关研究成果近来发表于《天然·纳米技术》。

  聚乙烯是五大通用塑料之一,化学结构安稳,难以天然降解。聚乙烯和石油具有类似的化学结构与组成,能否把抛弃聚乙烯当成一种“固体石油”质料,来加工制备石油基下流化学产品?

  石油工业中的两个进程引起了研究人员的留意。一个是短链的汽油馏分催化重整得到更高的附加价值的环状烃,这样的一个进程会产生氢气;另一个是重质油加氢裂化制备短链烃,这样的一个进程会耗费氢气。

  受此启示,研究人员规划出了一种“氢呼吸”战略用以降解HDPE。他们开发的分子筛负载金属钌催化剂,能够一边让聚乙烯成环脱氢变成环状烃,“呼”出氢气,一边又让聚乙烯“吸”入其本身开释的氢气,并裂解变成短链烃。在无需额定增加氢气或溶剂的条件下,研究人员完成了高密度聚乙烯到环状烃的循环晋级。随后,研究人员探求了高密度聚乙烯的循环晋级反响途径;高密度聚乙烯在钌或分子筛上产生脱氢构成相应的烯烃和二烯烃中间体,二烯烃中间体在分子筛的酸性位点效果下产生环化,构成相应的环烷烃产品,环烷烃进一步脱氢芳构,终究得到芳烃产品。

  通过3轮催化反响,分子筛负载金属钌催化剂坚持了很好的循环安稳性。一起,研究人员将质料从高密度聚乙烯粉末更换为低密度聚乙烯保鲜膜,并进行了相同条件下的催化试验。依据成果得出,低密度聚乙烯保鲜膜也能被高效降解,且产品选择性跟HDPE简直共同,标明分子筛负载金属钌催化剂对不一样的聚乙烯具有必定的普适性。