華東理工大學課題組在廢舊塑料催化轉化領域取得突破性進展
【塑料機械網 熱點關注】在迅速發展的汽車、無線電和電力工業中，塑料被制成插頭、插座、收音機和電話外殼、螺旋槳、閥門、齒輪、管道等各種各樣物品上。常人無法想象，這是從煤焦油那樣的廉價產物中得到的，用途如此廣泛的材料，這就是20世紀的“煉金術”。
但塑料的迅猛發展也帶來了人們不愿意看到的廢棄塑料，引起的一系列社會問題。塑料，已經變成了當前的巨大污染源。隨著這些不能被自然消除的塑料廢棄物的日益增多，不僅嚴重影響和污染了環境，甚至將危及人類的生存。
近日，華東理工大學化學與分子工程學院王艷芹教授課團隊在循環經濟：廢舊塑料催化轉化領域取得突破性進展，該工作近期以“Towards the circular economy: converting aromatic plastic waste back to arenes over Ru/Nb2O5 catalyst”為題，發表于期刊Angew. Chem. Int. Ed.(doi.org/10.1002/anie.202011063)。
在塑料制品中，芳香塑料如PET、PS、PC、PPO等均是由芳香單體通過C-O和/或C-C鏈接而成的，而芳香單體是石油基的芳烴通過官能團化得到。因此，催化轉化塑料制備芳烴具有重要的現實意義，是實現塑料循環經濟發展的關鍵一環。
王艷芹教授團隊從化學鍵活化斷裂的角度，采用多功能Ru/Nb2O5催化劑，*實現了廢舊芳香塑料內C-O或/和C-C連接鍵的選擇性斷裂制備芳烴。Ru/Nb2O5催化劑不僅能轉化單一芳香塑料高選擇性地制備芳烴化學品，也能實現混合芳香塑料直接轉化制備芳烴，芳烴收率高達75～85%。相比于其它Ru催化劑, Ru/Nb2O5中Ru的配位數僅為5～6，以配位不飽和的邊緣位點為主，顆粒非常小，極小的Ru顆粒抑制了苯環和氫氣的共吸附，得到了可觀的芳烴選擇性。同時，Nb2O5上強的親氧位點NbOx物種具有優異的活化C-O鍵的能力和吸附苯環的能力，其Brønsted酸位則能對吸附的苯環進行質子化協助對Csp2-Csp3鍵的活化，在小顆粒Ru解離的氫物種的協同作用下，實現了對芳香塑料內C-O和C-C鍵的精準活化斷裂。該工作為塑料循環經濟發展提供了技術參考。
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