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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 化學化工區(qū) » 高分子 » 高分子化學 » “一舉兩得”，從廢塑料到高品質汽油
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yexuqing木蟲之王 (文學泰斗)
太陽系系主任
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“一舉兩得”，從廢塑料到高品質汽油 已有2人參與
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“一舉兩得”，從廢塑料到高品質汽油 聚乙烯塑料是最通用塑料之一，日常生活中常被制作為塑料袋、洗滌劑瓶等產(chǎn)品。 盡管外形看起來和汽油相差甚遠，但兩者卻擁有相似的化學結構與組成。與汽油一樣，聚乙烯塑料的原料也來自石油。 既然如此，是否可以將廢棄聚乙烯塑料高效轉化為汽油呢？ 傳統(tǒng)方法成本高 聚乙烯塑料轉變?yōu)槠偷目赡苄源嬖�，但是難度較大。這是因為聚乙烯塑料是有機合成的高分子材料，是由無數(shù)個乙烯分子“手拉手”構成的長鏈聚合物。 這種聚合物骨架由非極性的碳碳鍵相連而成，穩(wěn)定性很高，難以活化和斷裂，這也是廢棄聚乙烯塑料難以自然降解的原因。 想要將廢棄的聚乙烯塑料變廢為寶，要讓聚乙烯的碳碳鍵發(fā)生活化和斷裂，而且這種反應需要400℃以上的高反應溫度或貴金屬催化劑和外加氫源。這些條件限制了聚乙烯化學回收的大規(guī)模工業(yè)化。 因此，如何低成本且高效地轉化聚乙烯一直是塑料轉化領域的重要難題。 圖片 ▲廢棄聚乙烯塑料催化轉化制備汽油 新策略解決“老難題” 近日，中國科學院化學研究所科研人員研制出了一項新策略，能在低溫（240 ℃）、無貴金屬、無氫氣、無溶劑條件下，將廢棄聚乙烯塑料“變”為高品質汽油。 科研團隊受到制備汽油過程中“加氫裂化”的啟發(fā)，以聚乙烯為原料進行裂解實驗。 他們在240 ℃的溫度下，加入層狀自支撐分子篩催化劑進行催化反應。分子篩催化劑獨特的開放骨架三配位鋁位點，有效促進廢棄聚乙烯化學鍵活化斷裂轉化，從而“變”出高品質汽油，其中能提升辛烷值的支鏈烷烴含量是商用汽油的近兩倍。 自帶“干糧”回收率高 值得注意的是，聚乙烯“加氫裂化”過程中所需的氫氣并不是外加的，而是“自供”的。 研究人員使用的分子篩催化劑可以使部分聚乙烯裂解產(chǎn)物芳構化，從而提供氫源，使得聚乙烯以“自供氫”的方式轉化為汽油，因此不需要外加氫源。 圖片 ▲層狀自支撐分子篩催化聚乙烯“自供氫”轉化制備汽油 實驗表明，在240°C、無貴金屬、無氫氣、無溶劑條件下，用廢棄聚乙烯塑料制備高品質汽油的回收率達到80%。 可見，這項研究為廢棄聚乙烯“變”為高品質汽油提供了新的路線，并且具有良好的應用前景。 |
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