Команда разрабатывает безрастворительный и безводородный метод переработки полиэтилена высокой плотности.

Исследовательская группа под руководством профессора Цзэн Цзе из Университета науки и технологий Китая (USTC) Китайской академии наук (CAS) добилась значительного прогресса в области переработки пластика.

В их исследовании «Каталитическая конверсия полиэтилена высокой плотности без растворителей и водорода» представлена ​​новая стратегия тандемного дегидрирования и гидролиза для превращения полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) в ценные циклические углеводороды без необходимости использования растворителей или водорода. . Результаты опубликованы в Нанотехнологии природы.

Полиэтилен, один из наиболее широко используемых пластиков, представляет проблемы с точки зрения естественной деградации из-за его стабильного химического состава. Технологии переработки полиэтиленовых отходов не только уменьшают загрязнение, но и приносят экономическую выгоду.

Вдохновленные двумя процессами в нефтяной промышленности, а именно каталитическим риформингом короткоцепочечных бензиновых фракций и гидрокрекингом тяжелых масел, исследовательская группа стремилась перерабатывать отходы пластика HDPE в твердое нефтяное сырье путем экологически чистой каталитической конверсии, таким образом производя продукцию на последующих этапах. Нефтехимические продукты.

Вдохновленная двумя процессами в нефтяной промышленности, исследовательская группа сосредоточилась на каталитическом риформинге бензольных фракций с короткой цепью для получения более ценных циклических углеводородов, которые генерируют водород, и гидрокрекинге тяжелых масел для получения углеводородов с короткой цепью, которые потребляют водород.

Основываясь на этих процессах, исследовательская группа разработала стратегию «дыхания водородом» для разложения пластиков из полиэтилена высокой плотности (HDPE). Они разработали металлический рутениевый катализатор с молекулярными ситами (Ru/HZSM-5), который облегчает дегидрирование пластмасс в циклические углеводороды, «выдыхая» водород в процессе. При этом пластик «дышит» выделяющимся водородом и подвергается растрескиванию, превращаясь в короткоцепочечные углеводороды.

Затем исследовательская группа изучила пути реакции переработки полиэтилена высокой плотности. Они провели каталитические эксперименты по переработке полиэтилена высокой плотности с использованием различных загрузок молекулярного сита металлического рутения и исследовали влияние пор молекулярного сита на реакцию.

Результаты показывают, что молекулярное сито HZSM-5 имеет умеренный размер пор, что не только предотвращает образование густых циклических ароматических углеводородов и углеродистых отложений, но и обеспечивает плавную адсорбцию циклических углеводородов, тем самым обеспечивая непрерывность и стабильность катализатора. . реакция. Катализаторы Ru/HZSM-5 обладают очень хорошей циклической стабильностью и подходят для различных типов полиэтиленовых пластиков.

Это исследование представляет собой значительный прогресс в области переработки пластика и сулит большие перспективы для устойчивого развития нашего общества. Предлагая инновационное решение для преобразования полиэтилена высокой плотности в ценные циклические углеводороды, это исследование способствует текущим усилиям по борьбе с пластиковыми отходами и продвижению более устойчивого будущего.