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华东理工大学课题组在废旧塑料催化转化领域取得突破性进展

2020-12-10 10:31:43 来源:塑料机械网整理发布 阅读量:26102 评论
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导读:近日,华东理工大学化学与分子工程学院王艳芹教授课团队在循环经济:废旧塑料催化转化领域取得突破性进展。

  【塑料机械网 热点关注】在迅速发展的汽车、无线电和电力工业中,塑料被制成插头、插座、收音机和电话外壳、螺旋桨、阀门、齿轮、管道等各种各样物品上。常人无法想象,这是从煤焦油那样的廉价产物中得到的,用途如此广泛的材料,这就是20世纪的“炼金术”。
 
  但塑料的迅猛发展也带来了人们不愿意看到的废弃塑料,引起的一系列社会问题。塑料,已经变成了当前全球的巨大污染源。随着这些不能被自然消除的塑料废弃物的日益增多,不仅严重影响和污染了环境,甚至将危及人类的生存。
 
  近日,华东理工大学化学与分子工程学院王艳芹教授课团队在循环经济:废旧塑料催化转化领域取得突破性进展,该工作近期以“Towards the circular economy: converting aromatic plastic waste back to arenes over Ru/Nb2O5 catalyst”为题,发表于国际期刊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等均是由芳香单体通过C-O和/或C-C链接而成的,而芳香单体是石油基的芳烃通过官能团化得到。因此,催化转化塑料制备芳烃具有重要的现实意义,是实现塑料循环经济发展的关键一环。
 
  王艳芹教授团队从化学键活化断裂的角度,采用多功能Ru/Nb2O5催化剂,首次实现了废旧芳香塑料内C-O或/和C-C连接键的选择性断裂制备芳烃。Ru/Nb2O5催化剂不仅能转化单一芳香塑料高选择性地制备芳烃化学品,也能实现混合芳香塑料直接转化制备芳烃,芳烃收率高达75~85%。相比于其它Ru催化剂, Ru/Nb2O5中Ru的配位数仅为5~6,以配位不饱和的边缘位点为主,颗粒非常小,极小的Ru颗粒抑制了苯环和氢气的共吸附,得到了可观的芳烃选择性。同时,Nb2O5上强的亲氧位点NbOx物种具有优异的活化C-O键的能力和吸附苯环的能力,其Brønsted酸位则能对吸附的苯环进行质子化协助对Csp2-Csp3键的活化,在小颗粒Ru解离的氢物种的协同作用下,实现了对芳香塑料内C-O和C-C键的精准活化断裂。该工作为塑料循环经济发展提供了技术参考。
 
  本文由塑料机械网整理发布,部分资料来源:华东理工大学,如有侵权或异议请联系我们
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