從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心曾杰教授近日在塑料循環(huán)升級領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。

相關(guān)研究成果于6月26日發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然·納米技術(shù)》( Nature Nanotechnology)上。

現如今人們的生活已經(jīng)離不開(kāi)塑料，小到一根吸管，大到一輛汽車(chē)……大規模的塑料生產(chǎn)給人們提供了便捷，卻給自然界帶來(lái)了難題，造成嚴重的“白色污染”。

聚乙烯是五大通用塑料之一，化學(xué)結構穩定，難以自然降解。因此，發(fā)展廢棄聚乙烯塑料循環(huán)升級技術(shù)，在減輕其對環(huán)境污染的同時(shí)，還能讓其重新產(chǎn)生經(jīng)濟價(jià)值，對人類(lèi)社會(huì )的可持續發(fā)展具有重要意義。

聚乙烯和石油具有相似的化學(xué)結構與組成，那么能否利用綠色催化轉化的方式，把廢棄聚乙烯塑料當成一種“固體石油”原料，來(lái)加工制備石油基下游化學(xué)產(chǎn)品呢？石油工業(yè)中的兩個(gè)過(guò)程引起了研究人員的注意。一個(gè)是短鏈的汽油餾分催化重整得到更高附加值的環(huán)狀烴，這個(gè)過(guò)程會(huì )產(chǎn)生氫氣；另一個(gè)是重質(zhì)油加氫裂化制備短鏈烴，這個(gè)過(guò)程會(huì )消耗氫氣。

在這兩個(gè)過(guò)程的啟發(fā)下，研究人員設計出了一種“氫呼吸”策略用以降解高密度聚乙烯塑料，開(kāi)發(fā)的分子篩負載金屬釕催化劑(Ru/HZSM-5)，可以一邊讓塑料成環(huán)脫氫變成環(huán)狀烴，“呼”出氫氣，一邊又讓塑料“吸”入其自身釋放的氫氣，并裂解變成短鏈烴。

在無(wú)需額外添加氫氣或溶劑的條件下，研究人員實(shí)現了高密度聚乙烯塑料到環(huán)狀烴的循環(huán)升級。隨后，研究人員探究了高密度聚乙烯塑料的循環(huán)升級反應路徑。并用不同分子篩負載的金屬釕進(jìn)行了高密度聚乙烯塑料循環(huán)升級的催化實(shí)驗，考察了分子篩孔道對反應的影響。經(jīng)過(guò)三輪催化反應以及相關(guān)實(shí)驗結果表明，Ru/HZSM-5催化劑對不同類(lèi)型的聚乙烯塑料具有一定的普適性。