中国团队利用单原子催化剂将塑料垃圾转化为喷气燃料
2026-06-07 14:01
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维度网讯,南京林业大学和清华大学的研究人员开发出一种将塑料垃圾转化为喷气燃料近类物质的方法。与以往类似工艺相比,新方法成本更低、效率更高,所需温度和压力也更低,且可实现连续运行而非分批操作。

塑料垃圾

研究团队在发表于《自然·能源》(Nature Energy)的论文中报告,该工艺在氢气存在下通过高温分解塑料。论文共同资深作者李亚栋教授和王定胜教授向《Tech Xplore》解释,团队从催化剂角度研究塑料氢解已有数年,目前领域已进入单原子位点催化剂时代。传统的塑料加氢产物分布宽泛且难以控制,在原子尺度上设计活性中心有望解决选择性问题。

新工艺分两步进行。首先,将塑料加热至超过460°C进行热解,长塑料链被裂解为更小的烃片段。随后,在160°C下将这些片段通过特殊催化剂进行氢化裂解,生成环烷烃、高密度烃等喷气燃料范围分子。团队筛选多种催化剂后发现,CoAl氧化物上孤立的Ru位点可在近常压下将苯乙烯加氢为乙基环己烷。聚苯乙烯热解生成的单体和低聚物中间体在Ru位点上发生高效氢解,该串联路线生产的塑料衍生喷气燃料具有较好的燃料特性和工艺经济性。

聚苯乙烯是包装、一次性杯具等常见的废弃物,在加热时分解相对清洁。团队测试了放大工艺,克级催化剂和常压加氢步骤均能良好放大。技术经济分析表明,该工艺有竞争力的最低销售价格为每公斤1.0–1.8美元。团队计划继续优化路线,推动更高效的Ru单原子位点催化剂,并在将催化剂制备放大至公斤级时保持其性能,同时致力于开发连续固体进料系统以改进工作流程。该研究发表于《自然·能源》(Nature Energy)期刊。

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