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仪表网 研发快讯】废弃塑料的资源化利用是推进绿色低碳循环发展的重要举措。聚乙烯是全球需求量最多的通用塑料，每年消费量超过1亿吨。氢解可将聚乙烯选择性转化为高值液体燃料和化学品，但往往需要在较高的氢气压力下进行。
近日，清华大学化工系牛志强课题组在废旧塑料催化升级回收领域取得重要进展，在低氢气压力甚至常压条件下，将废弃聚乙烯(PE)高选择性地转化为液体燃料、蜡和基础油，提出并验证了“绿氢+废塑料=液体燃料”的分散式资源升级回收路线(图1)。
图1.废弃聚烯烃低压氢解制备液体燃料
聚乙烯氢解通常需要高压氢气才能避免低值产物甲烷的产生。通过对烷烃氢解反应路径的分析，课题组提出了控制产物选择性的新策略(图2)：在贫氢条件下，可通过抑制连续C-C键断裂来减少甲烷产量。基于上述分析，课题组设计并开发了RuPt稀合金催化剂，通过Pt原子稀释催化剂表面的Ru位点，减缓了氢解过程中C-C键的二次断裂，提高了氢解产物中高值长链烷烃的选择性。此催化剂可以在低氢气压力甚至常压条件下，实现对聚乙烯的高选择性升级转化。
图2.氢解反应路径与催化剂设计思路
相关研究成果以“稀释钌铂合金聚乙烯氢解，实现H2压力无关的低甲烷选择性”(Polyethylene hydrogenolysis by dilute RuPt alloy to achieve H2-pressure-independent low methane selectivity)为题，于12月4日发表于《自然·通讯》(Nature Communications)。
清华大学化工系2021级博士生胡琪琨为论文第一作者，化工系副教授牛志强为论文通讯作者。研究得到北京市自然科学基金、国家自然科学基金的支持。
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