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）。

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。

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。

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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