浙江大学王勇教授团队 Angew:老树开新花 - 塑料降解耦合费托过程实现聚烯烃低温高效制轻芳烃
2025-03-22 来源:高分子科技
全球每年产生超过3.6亿吨塑料垃圾,其中约79%最终被填埋或流入自然界,不仅对土壤和海洋造成严重污染,还可能以微塑料的形式威胁人类健康。传统的塑料处理方式,如焚烧,不仅碳排放高,而且经济性效益低。尤其是最常见的聚烯烃塑料(如聚乙烯、聚丙烯),由于其高度稳定的化学结构,在热裂解或氢解后通常只能得到一系列碳链分布广泛的混合烷烃/烯烃,难以实现高附加值利用。
将废旧聚烯烃高效转化为轻芳烃(BTX)不仅能精准控制产物分布,还可大幅提高产品附加值,使产物重新进入芳烃循环,延长材料的生命周期。然而,传统芳构化工艺(如石脑油催化重整)通常需要高于500℃的高温,能耗高,还会导致聚烯烃不可控的自由基裂解。因此,开发一种低温高效的催化转化策略,打破聚烯烃的惰性化学键,实现选择性芳构化,成为塑料资源化利用的关键挑战。
图1. 废旧聚乙烯的回收路线对比及大宗化学品及其下游产品的产量分析
图2. PE的低温高效芳构化
图3. CO在PE降解过程中的参与
- 应用广泛:不仅适用于商用废旧聚乙烯,还可以拓展至聚丙烯和聚苯乙烯等聚烯烃,实现更广泛的塑料升级回收;
- 经济效益高:即便在无政府补贴的情况下,盈亏平衡点仅为3500ton,静态投资回收期仅为3.6年,具备较强的市场竞争力;
- 节能减排:与传统工艺相比,碳排放降低约三分之一,有助于推动绿色可持续发展。
图4. 该催化体系的应用性、套用性和技术经济分析评估
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202424334
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