大連理工大學(xué)梁長海教授和陳霄副教授團(tuán)隊(duì)與香港高等科技教育學(xué)院Chi-Wing Tsang博士合作在ChemSusChem期刊發(fā)文對一步氫解-異構(gòu)廢舊聚烯烴塑料制多支鏈液體烷烴進(jìn)行了研究，揭示了Rh/Nb2O5作為一種有前途的催化劑，具有高效的金屬活性位點(diǎn)和強(qiáng)的Br?nsted酸位點(diǎn)，在聚烯烴塑料廢料的升級回收中表現(xiàn)出良好的催化特性、可重復(fù)使用性和再生性能，并通過經(jīng)濟(jì)可行性研究證明，大規(guī)模推廣廢塑料制液態(tài)燃料技術(shù)是有利可圖的。聚烯烴塑料極大滿足了人類生活所需，而由于一次性消費(fèi)行為和升級回收所存在的挑戰(zhàn)，大約90%的廢塑料被粉碎、焚燒和熱解等方式簡單處理，導(dǎo)致了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境的二次危害。為了可持續(xù)發(fā)展，有必要加快向循環(huán)塑料經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型，通過借鑒石油煉制、煤化工和生物質(zhì)轉(zhuǎn)化的經(jīng)驗(yàn)，將廢聚烯烴塑料催化氫解為高價(jià)值化學(xué)品或液體轉(zhuǎn)化燃料可能是保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源的更優(yōu)解決方案，該過程不僅可以解決聚烯烴廢塑料實(shí)現(xiàn)變廢為寶，同時(shí)可以降低對石油的依賴。最近，大連理工大學(xué)梁長海教授和陳霄副教授團(tuán)隊(duì)與香港高等科技教育學(xué)院Chi-Wing Tsang博士合作，通過浸漬法合成了一系列高度分散的Rh基金屬-酸雙功能催化劑，發(fā)現(xiàn)在相對溫和的條件下，雙功能Rh/Nb2O5催化劑實(shí)現(xiàn)了各種聚烯烴塑料的催化氫解-異構(gòu)化為高價(jià)值的汽油、柴油和輕型潤滑油。基于模型化合物和LLDPE催化氫解產(chǎn)品的研究結(jié)果，對反應(yīng)過程進(jìn)行了探索。揭示了金屬Rh活性點(diǎn)的高效率使聚烯烴長碳鏈的脫氫/加氫作用得到強(qiáng)化，同時(shí)在載體Nb2O5的Br?nsted協(xié)同下，發(fā)生了C-C鍵的裂解、骨架重排以及烷基碳正離子的β裂解，兩者相互協(xié)同共同實(shí)現(xiàn)了聚烯烴廢塑料向液態(tài)多支鏈烷烴的轉(zhuǎn)化。其中以LLDPE為底物，液態(tài)烷烴收率在80%以上，液態(tài)油品異構(gòu)化程度高達(dá)65%。此外，初步的經(jīng)濟(jì)分析表明基于設(shè)備成本和工廠設(shè)計(jì)假設(shè)，大規(guī)模推廣這種廢塑料制燃料技術(shù)是經(jīng)濟(jì)可行的，簡單回收期僅需6.55年，有利于碳資源的可持續(xù)性。該研究為聚烯烴塑料廢棄物的循環(huán)利用提供了一種新的化學(xué)和工程方法，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)塑料經(jīng)濟(jì)目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。論文信息Hydrogenolysis-isomerization of waste polyolefin plastics to multi-branched liquid alkanesBowen Du, Prof. Dr. Xiao Chen*, Yu Ling, Tiantian Niu, Dr. Weixiang Guan, Dr. Jipeng Meng, Prof. Dr. Haoquan Hu, Prof. Dr. Chi-Wing Tsapvc再生顆粒ng*, Prof. Dr. Changhai Liang*ChemSusChemDOI:10.1002/cssc.202202035