大連理工大學梁長海教授和陳霄副教授團隊與香港高等科技教育學院Chi-Wing Tsang博士合作在ChemSusChem期刊發(fā)文對一步氫解-異構廢舊聚烯烴塑料制多支鏈液體烷烴進行了研究，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和強的Br?nsted酸位點，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、可重復使用性和再生性能，并通過經(jīng)濟可行性研究證明，大規(guī)模推廣廢塑料制液態(tài)燃料技術是有利可圖的。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，導致了嚴重的資源浪費和環(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)濟的轉型，通過借鑒石油煉制、煤化工和生物質轉化的經(jīng)驗，將廢聚烯烴塑料催化氫解為高價值化學品或液體轉化燃料可能是保護環(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現(xiàn)變廢為寶，同時可以降低對石油的依賴。最近，大連理工大學梁長海教授和陳霄副教授團隊與香港高等科技教育學院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催化劑實現(xiàn)了各種聚烯烴塑料的催化氫解-異構化為高價值的汽油、柴油和輕型潤滑油。基于模型化合物和LLDPE催化氫解產(chǎn)品的研究結果，對反應過程進行了探索。揭示了金屬Rh活性點的高效率使聚烯烴長碳鏈的脫氫/加氫作用得到強化，同時在載體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)同共同實現(xiàn)了聚烯烴廢塑料向液態(tài)多支鏈烷烴的轉化。其中以LLDPE為底物，液態(tài)烷烴收率在80%以上，液態(tài)油品異構化程度高達65%。此外，初步的經(jīng)濟分析表明基于設備成本和工廠設計假設，大規(guī)模推廣這種廢塑料制燃料技術是經(jīng)濟可行的，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和工程方法，為實現(xiàn)可持續(xù)塑料經(jīng)濟目標奠定了基礎。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