“一举两得”，从废塑料到高品质汽油

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发布日期：2024/5/27 9:00:00

聚乙烯塑料是最通用塑料之一，日常生活中常被制作为塑料袋、洗涤剂瓶等产品。

尽管外形看起来和汽油相差甚远，但两者却拥有相似的化学结构与组成。与汽油一样，聚乙烯塑料的原料也来自石油。

既然如此，是否可以将废弃聚乙烯塑料高效转化为汽油呢？

传统方法成本高

聚乙烯塑料转变为汽油的可能性存在，但是难度较大。这是因为聚乙烯塑料是有机合成的高分子材料，是由无数个乙烯分子“手拉手”构成的长链聚合物。

这种聚合物骨架由非极性的碳碳键相连而成，稳定性很高，难以活化和断裂，这也是废弃聚乙烯塑料难以自然降解的原因。

想要将废弃的聚乙烯塑料变废为宝，要让聚乙烯的碳碳键发生活化和断裂，而且这种反应需要400℃以上的高反应温度或贵金属催化剂和外加氢源。这些条件限制了聚乙烯化学回收的大规模工业化。

因此，如何低成本且高效地转化聚乙烯一直是塑料转化领域的重要难题。

新策略解决“老难题”

近日，中国科学院化学研究所科研人员研制出了一项新策略，能在低温（240 ℃）、无贵金属、无氢气、无溶剂条件下，将废弃聚乙烯塑料“变”为高品质汽油。

科研团队受到制备汽油过程中“加氢裂化”的启发，以聚乙烯为原料进行裂解实验。

他们在240 ℃的温度下，加入层状自支撑分子筛催化剂进行催化反应。分子筛催化剂独特的开放骨架三配位铝位点，有效促进废弃聚乙烯化学键活化断裂转化，从而“变”出高品质汽油，其中能提升辛烷值的支链烷烃含量是商用汽油的近两倍。

自带“干粮”回收率高

值得注意的是，聚乙烯“加氢裂化”过程中所需的氢气并不是外加的，而是“自供”的。

研究人员使用的分子筛催化剂可以使部分聚乙烯裂解产物芳构化，从而提供氢源，使得聚乙烯以“自供氢”的方式转化为汽油，因此不需要外加氢源。

▲层状自支撑分子筛催化聚乙烯“自供氢”转化制备汽油

实验表明，在240°C、无贵金属、无氢气、无溶剂条件下，用废弃聚乙烯塑料制备高品质汽油的回收率达到80%。

可见，这项研究为废弃聚乙烯“变”为高品质汽油提供了新的路线，并且具有良好的应用前景。

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