中國(guó)科學(xué)報(bào)2024年5月9日?qǐng)?bào)道，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員潘秀蓮團(tuán)隊(duì)在塑料催化轉(zhuǎn)化回收利用領(lǐng)域取得新進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了相對(duì)溫和條件下二氧化碳與聚烯烴廢塑料耦合升級(jí)回收高選擇性制芳烴等高值化學(xué)品。相關(guān)成果發(fā)表在《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》第11卷第5期上。

塑料是重要的合成高分子材料，是現(xiàn)代社會(huì)生活和工業(yè)生產(chǎn)不可或缺材料，如何解決急劇增加的廢塑料對(duì)環(huán)境和健康的影響，已經(jīng)成為全球重大問(wèn)題之一。在眾多塑料制品中，以聚乙烯和聚丙烯為代表的聚烯烴約占55%，是產(chǎn)量和消費(fèi)量最大的塑料。由于聚烯烴分子化學(xué)惰性，難以在自然條件下降解。如何在相對(duì)溫和的條件下，實(shí)現(xiàn)聚烯烴碳-碳鍵選擇性斷裂和重組是該領(lǐng)域一大挑戰(zhàn)。

OXZEO催化體系是由包信和院士、潘秀蓮研究員團(tuán)隊(duì)于2016年提出的一種創(chuàng)新的催化劑設(shè)計(jì)概念，結(jié)合了金屬氧化物和沸石分子篩的功能特點(diǎn)，在空間上提供了兩種獨(dú)立的反應(yīng)活性位點(diǎn)。本工作中，團(tuán)隊(duì)將OXZEO催化設(shè)計(jì)概念拓展應(yīng)用于二氧化碳與聚烯烴廢塑料耦合升級(jí)回收中，使二氧化碳作為氫的受體并轉(zhuǎn)化成為碳?xì)浠衔铮龠M(jìn)聚烯烴回收成為芳烴。團(tuán)隊(duì)通過(guò)創(chuàng)制Pt修飾的MnOx-ZSM-5雙功能催化劑，將二氧化碳活化和聚烯烴解聚-芳構(gòu)化的活性位分別分離在金屬/金屬氧化物和分子篩上，在300 ℃和1 MPa的相對(duì)溫和條件下，實(shí)現(xiàn)一步轉(zhuǎn)化生成芳烴等高值化學(xué)品，芳烴收率達(dá)到64%，其中60%為苯、甲苯、二甲苯。研究證明，每公斤聚烯烴可消耗0.2公斤二氧化碳，且90% 二氧化碳轉(zhuǎn)化為芳烴產(chǎn)物，同時(shí)生成0.64公斤芳烴，0.28公斤液化氣和石腦油。

本工作中設(shè)計(jì)的催化體系可適用于聚乙烯、聚丙烯及其塑料制品的升級(jí)回收。并且，開(kāi)發(fā)的技術(shù)路線不僅實(shí)現(xiàn)了聚烯烴類(lèi)廢塑料在相對(duì)溫和條件下，選擇性制高附加值芳烴，也為二氧化碳的轉(zhuǎn)化利用提供了一條新途徑，同時(shí)將聚烯烴和二氧化碳兩種廢物進(jìn)行資源化利用。

（來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)）

（欄目編輯：孫艷梅）