中国科学院大连化学物理研究所研究员潘秀莲团队在塑料催化转化回收利用领域取得新进展。他们实现了在相对温和条件下二氧化碳与聚烯烃废塑料耦合升级制造高选择性制芳烃等高值化学品。相关研究成果近日发表于《国家科学评论》

在许多塑料制品中，以聚乙烯和聚丙烯为代表的聚烯烃约占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，因此，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成为该领域一大挑战。OXZEO催化体系是研究团队于2016年提出的一种创新性催化剂设计概念。此次研究中，团队将OXZEO催化设计概念拓展应用于二氧化碳与聚烯烃废塑料耦合升级回收中，使二氧化碳作为氢的受体并转化成为碳氢化合物，促进聚烯烃回收成为芳烃。

团队通过创制Pt修饰的MnOx-ZSM-5双功能催化剂，在300℃和1 MPa的相对温和条件下，实现一步转化生成芳烃等高值化学品。芳烃收率达64%，其中60%为苯、甲苯、二甲苯。研究证明，每公斤聚烯烃可消耗0.2公斤二氧化碳，且90%的二氧化碳转化为芳烃产物，同时生成0.64公斤芳烃、0.28公斤液化气和石脑油。

该研究设计的催化体系适用于聚乙烯、聚丙烯及其塑料制品的升级回收。此外，该技术路线不仅实现了聚烯烃类废塑料在相对温和条件下，选择性制高附加值芳烃，也为二氧化碳的转化利用提供了一条新途径。