現(xiàn)代生產(chǎn)生活中，塑料制品具有不可替代的作用。塑料制品促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但產(chǎn)生了大量的較難自然降解的廢舊塑料垃圾。這對生態(tài)環(huán)境與人類健康造成危害，并引起了世界性關(guān)注。因此，廢棄塑料的資源化利用對解決塑料污染問題、實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展意義重大。廢棄塑料中，聚乙烯的非極性的碳碳鍵難以活化和斷裂，故轉(zhuǎn)化難度較大。目前，已有的聚乙烯轉(zhuǎn)化策略主要依賴高反應(yīng)溫度、貴金屬催化劑和外加氫源，限制了聚乙烯化學(xué)回收的工業(yè)化。如何低成本且高效地轉(zhuǎn)化聚乙烯是塑料轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的難點(diǎn)。

中國科學(xué)院化學(xué)研究所膠體、界面與化學(xué)熱力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/北京分子科學(xué)國家研究中心韓布興課題組，在二氧化碳、生物質(zhì)、廢棄塑料、有機(jī)垃圾等可循環(huán)碳資源催化轉(zhuǎn)化利用方面取得了系列成果。

近日，該課題組與北京師范大學(xué)、北京大學(xué)等的科研人員合作，利用層狀自支撐分子篩作為催化劑，實(shí)現(xiàn)了低溫、無貴金屬、無氫氣、無溶劑條件下聚乙烯塑料轉(zhuǎn)化制備高品質(zhì)汽油，收率達(dá)80%。該策略利用層狀自支撐分子篩豐富的外比表面積和介孔孔道，使得聚烯烴大分子與催化劑活性位點(diǎn)充分接觸；同時(shí)，這種層狀自支撐分子篩具有獨(dú)特的開放骨架三配位鋁位點(diǎn)，有助于活化碳?xì)滏I，形成碳正離子，促進(jìn)聚烯烴碳碳鍵發(fā)生β-裂解。自支撐分子篩高效催化部分聚乙烯芳構(gòu)化，為產(chǎn)生的小分子烯烴轉(zhuǎn)化為烷烴提供氫源，從而以自供氫的方式產(chǎn)生汽油。該研究制備的汽油組分中能夠提升辛烷值的支鏈烷烴含量是商用汽油的近兩倍。上述成果為廢棄聚乙烯催化轉(zhuǎn)化制備高品質(zhì)汽油提供了新路線，具有良好的應(yīng)用前景。

4月9日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-化學(xué)》（Nature Chemistry）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)部和中國科學(xué)院的支持。

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層狀自支撐分子篩催化聚乙烯轉(zhuǎn)化制備汽油