“一舉兩得”，從廢塑料到高品質汽油

聚乙烯塑料是最通用塑料之一，日常生活中常被制作為塑料袋、洗滌劑瓶等產品。

盡管外形看起來和汽油相差甚遠，但兩者卻擁有相似的化學結構與組成。與汽油一樣，聚乙烯塑料的原料也來自石油。

既然如此，是否可以將廢棄聚乙烯塑料高效轉化為汽油呢？

傳統方法成本高

聚乙烯塑料轉變為汽油的可能性存在，但是難度較大。這是因為聚乙烯塑料是有機合成的高分子材料，是由無數個乙烯分子“手拉手”構成的長鏈聚合物。

這種聚合物骨架由非極性的碳碳鍵相連而成，穩定性很高，難以活化和斷裂，這也是廢棄聚乙烯塑料難以自然降解的原因。

想要將廢棄的聚乙烯塑料變廢為寶，要讓聚乙烯的碳碳鍵發生活化和斷裂，而且這種反應需要400℃以上的高反應溫度或貴金屬催化劑和外加氫源。這些條件限制了聚乙烯化學回收的大規模工業化。

因此，如何低成本且高效地轉化聚乙烯一直是塑料轉化領域的重要難題。

▲廢棄聚乙烯塑料催化轉化制備汽油

新策略解決“老難題”

近日，中國科學院化學研究所科研人員研制出了一項新策略，能在低溫（240 ℃）、無貴金屬、無氫氣、無溶劑條件下，將廢棄聚乙烯塑料“變”為高品質汽油。

科研團隊受到制備汽油過程中“加氫裂化”的啟發，以聚乙烯為原料進行裂解實驗。

他們在240 ℃的溫度下，加入層狀自支撐分子篩催化劑進行催化反應。分子篩催化劑獨特的開放骨架三配位鋁位點，有效促進廢棄聚乙烯化學鍵活化斷裂轉化，從而“變”出高品質汽油，其中能提升辛烷值的支鏈烷烴含量是商用汽油的近兩倍。

自帶“干糧”回收率高

值得注意的是，聚乙烯“加氫裂化”過程中所需的氫氣并不是外加的，而是“自供”的。

研究人員使用的分子篩催化劑可以使部分聚乙烯裂解產物芳構化，從而提供氫源，使得聚乙烯以“自供氫”的方式轉化為汽油，因此不需要外加氫源。

▲層狀自支撐分子篩催化聚乙烯“自供氫”轉化制備汽油

實驗表明，在240°C、無貴金屬、無氫氣、無溶劑條件下，用廢棄聚乙烯塑料制備高品質汽油的回收率達到80%。

可見，這項研究為廢棄聚乙烯“變”為高品質汽油提供了新的路線，并且具有良好的應用前景。