​ACS Catal.:变废为宝!Ru/TiO2催化剂助力聚丙烯塑料废料转化为润滑剂

​ACS Catal.:变废为宝!Ru/TiO2催化剂助力聚丙烯塑料废料转化为润滑剂
塑料的回收和升级是为了应对垃圾填埋带来的环境危机。化学催化技术是实现这一目标最有前途的方法。近日,美国特拉华大学Dionisios G. Vlachos和天津大学刘斯宝副教授(共同通讯作者)等人报道了沉积在二氧化钛(TiO2)上的钌(Ru)是一种活性和选择性的催化剂(Ru/TiO2)。
​ACS Catal.:变废为宝!Ru/TiO2催化剂助力聚丙烯塑料废料转化为润滑剂
图1 氢解对塑料废物进行升级回收示意图
在250 ℃的低温和适度的氢气(H2)压力下,可以将聚丙烯分解成具有分子量分布窄、低甲烷生成的有价值的润滑油类碳氢化合物。
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图2 催化性能
非晶态聚丙烯和日常袋和瓶子也可以被有效地转化为润滑剂,收率高达80+%。关键性能的量化,包括倾点、运动粘度和粘度指数,表明该产品是目前使用的基础油或合成油的有希望的替代品。反应网络包括聚合物依次转化为油,分子量逐渐降低直至约700-800 g/mol,并缓慢的液化为甲烷和乙烷。通过NMR、ATR-IR、GCMS和同位素标记实验揭示了结构和反应演化的复杂性,其中氢解涉及中间脱氢,同时失去了聚丙烯的立体规整性。
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图3 聚丙烯在Ru/TiO2上连续的氢解反应
Polypropylene Plastic Waste Conversion to Lubricants over Ru/TiO2 Catalysts. ACS Catal., 2021, DOI: 10.1021/acscatal.1c00874.
https://doi.org/10.1021/acscatal.1c00874.

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