新型钌基催化剂技术将废弃物转化为有价值的燃料

当与钌催化剂配对时，水在促进聚烯烃转化为有价值燃料的过程中发挥着至关重要的作用，为解决全球塑料废物问题提供了一种前景广阔的方法。

塑料是一种用途极为广泛的材料，几乎与现代生活的方方面面都密不可分。 然而，随着全球塑料年产量超过 4 亿吨，塑料垃圾对环境的影响已达到严重程度。 大部分塑料垃圾--近 90% 没有得到回收利用，从而加剧了污染危机。 为应对这一日益严峻的挑战，迫切需要创新技术。

氢解和加氢裂化等催化回收技术提供了一种前景广阔的解决方案。 这些先进的化学工艺利用催化剂将废塑料分解成更简单、高价值的成分，如化学品和燃料。 传统的回收方法是将塑料熔化并重塑成质量较低的产品，而催化回收则不同，它通过创造具有更高经济和环境价值的材料，实现了更高效和可持续的再利用。

虽然催化回收技术显示出巨大的潜力，但在大规模工业化应用之前，还需要进一步的开发和完善。

在Nature Communications上发表的一项最新研究中，韩国首尔国立科技大学的Insoo Ro教授领导的研究小组最近在聚烯烃催化回收方面取得了突破性发现，聚烯烃占全球塑料垃圾的55%。 正如他们在文章中解释的那样，研究人员揭示了在聚烯烃解聚过程中使用钌（Ru）基催化剂加水的惊人好处。

研究人员调查了水加入钌基催化过程的反应混合物中，促进聚烯烃转化为柴油和汽油等燃料的机理。 他们的发现标志着催化塑料回收技术取得了突破性进展，这是解决日益严重的塑料污染威胁的一条大有可为的途径。 图片来源：韩国首尔国立科技大学的 Insoo Ro

在对不同支撑物上的各种钌基催化剂进行合成和实验后，研究小组发现，当在反应混合物中加入水时，同时具有金属和  酸位点的催化剂的转化率会显著提高。"水的加入改变了反应机理，促进了提高催化活性的途径，同时抑制了焦炭的形成，"罗博士解释说，"这种双重作用提高了工艺效率，延长了催化剂的使用寿命，降低了运营成本。"

研究人员详细研究了反应机理，揭示了钌含量的影响以及金属和酸性位点之间的接近和平衡。 在最佳条件下，钌/沸石-Y 催化剂的聚烯烃转化率达到 96.9%。

最后，为了探索这种催化回收的可行性，研究小组对所建议的方法进行了技术经济分析和生命周期评估。 结果清楚地表明，使用钌/沸石-Y 催化剂实施真正的商业规模工艺是有潜力的。

"添加水不仅能提高碳效率，改善经济和环境性能，还能将聚烯烃转化为汽油和柴油等有价值的燃料，"Ro 博士强调说。 "因此，这种方法是传统废物管理方法的可行替代方案，为减少聚烯烃（塑料废物的最大来源）造成的垃圾填埋和海洋污染提供了解决方案。"

催化解聚技术的这一突破将彻底改变我们处理塑料污染的方式，帮助我们有效地应对这一严重的环境威胁。 研究团队对这项技术寄予厚望，希望它能在未来几年内发展到无需预先分拣就能处理混合塑料垃圾的程度，从而使回收工作更具成本效益，更易于实施。

"我们的研究展示了将塑料废弃物转化为宝贵资源的可持续和经济的方法，有助于推动政策变革，激励对先进回收基础设施的投资，并促进国际合作，以解决全球塑料废弃物危机。 随着时间的推移，这些进步将带来更清洁的环境、更少的污染和更可持续的未来。"

编译自/ScitechDaily