CO2与聚烯烃废塑料耦合高选择性制芳烃 | NSR

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塑料是重要的有机合成高分子材料，是现代社会生活和工业生产不可或缺材料，如何解决急剧增加的废塑料对环境和健康的影响，已经成为全球重大问题之一。在众多塑料制品中，以聚乙烯和聚丙烯为代表的聚烯烃占约55%，是产量和消费量最大的塑料。由于聚烯烃分子化学惰性，难以在自然条件下降解。如何在相对温和的条件下，实现聚烯烃碳-碳键选择性断裂和重组是该领域一大挑战。

针对这一问题，中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室碳基能源催化转化研究组潘秀莲研究员团队在塑料催化转化回收利用领域取得新进展，实现了温和条件CO₂与聚烯烃废塑料耦合升级回收高选择性制芳烃等高值化学品。相关研究发表于《国家科学评论》（National Science Review, NSR），大连化物所的博士后丁一为第一作者，潘秀莲研究员为通讯作者。

团队前期在C1化学领域的研究表明，催化活性位分离是实现复杂反应体系中产物选择性调控的有效手段之一，如氧化物-分子筛复合的OXZEO双功能催化概念，实现了合成气一步高选择性制低碳烯烃、汽油、芳烃等高值化学品。该工作拓展OXZEO催化设计概念，创制Pt/MnO_x-ZSM-5双功能催化剂，将CO₂活化和聚烯烃解聚-芳构化的活性位分立在金属/金属氧化物和分子筛上，通过快速[H]和[CO]的传递进行关联，在300℃和1 MPa温和条件下，实现一步转化生成芳烃等高值化学品。每公斤聚烯烃消耗0.2公斤CO₂，且90%CO₂进入芳烃产物，显著促进芳构化，生成0.63公斤芳烃，0.28公斤LPG和石脑油。