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將廢塑料升級再造為液體燃料，在推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面具有巨大潛力，但卻受到選擇性差和生成低價值甲烷副產(chǎn)物的阻礙。

有鑒于此，大連理工大學(xué)王翔教授等報道原子級Ru摻雜的ZrO₂能夠選擇性的將用廢的100 g聚乙烯和聚丙烯，在無溶劑加氫裂化過程中生成85 mL液體產(chǎn)物。

本文要點(diǎn)：

（1）

這種液體產(chǎn)物（碳數(shù)范圍為C₅?C₂₀）包含~70%的適用于航空燃料的支鏈烴類（碳數(shù)范圍為C₈?C₁₆），而氣體產(chǎn)物則是液化石油氣（碳數(shù)范圍為C₃?C₆），且不含甲烷和乙烷。

（2）

研究發(fā)現(xiàn)，Ru?O?Zr結(jié)構(gòu)的原子Ru摻雜導(dǎo)致使原本惰性的相鄰O原子產(chǎn)生功能，形成一個Br?nsted酸位點(diǎn)。這個Br?nsted酸位點(diǎn)，通過碳正離子機(jī)理選擇性地控制聚烯烴內(nèi)部的C?C鍵斷裂，進(jìn)而提高了適用于噴氣燃料的烴類產(chǎn)物的產(chǎn)率，并抑制了甲烷的生成。原子Ru摻雜本身并不是活性位點(diǎn)。

這種氧化物調(diào)控策略為廢塑料加氫裂化的催化劑設(shè)計(jì)帶來了根本性的轉(zhuǎn)變，并且在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域中具有潛在價值。

參考文獻(xiàn)

Yan, J., Li, G., Lei, Z. et al. Upcycling polyolefins to methane-free liquid fuel by a Ru₁-ZrO₂ catalyst. Nat Commun 16, 2800 (2025). 

DOI: 10.1038/s41467-025-57998-x

https://www.nature.com/articles/s41467-025-57998-x