西北大學(xué)科學(xué)家開(kāi)發(fā)新催化劑 有望大幅簡(jiǎn)化塑料回收流程
文章來(lái)源：新能源網(wǎng) 更新時(shí)間：2025-09-19 15:54:27
西北大學(xué)及其合作團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種全新低成本鎳基催化劑，或?qū)⑹够旌纤芰系幕厥兆兊酶?jiǎn)單高效，有望徹底改變塑料廢棄物的再利用方式。這項(xiàng)最新成果已于《自然化學(xué)》期刊發(fā)表。
據(jù)介紹，該催化劑可高效而選擇性地分解聚烯烴類(lèi)塑料（如聚乙烯和聚丙烯），而聚烯烴類(lèi)材料占全球一次性塑料的大約三分之二。相比以往必須分揀和凈化不同類(lèi)型塑料的新流程，新催化劑可直接作用于未分類(lèi)的聚烯烴混合廢棄物，并將其轉(zhuǎn)化為可用于燃料、潤(rùn)滑油和蠟燭等高價(jià)值產(chǎn)品的液體油和蠟。此外，該催化劑能多次重復(fù)利用，并可分解混有PVC等傳統(tǒng)難回收材料的混合塑料，為曾被認(rèn)為“不可回收”的塑料開(kāi)辟了新路徑。 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Tobin Marks教授指出，長(zhǎng)期以來(lái)，塑料回收的一大難題在于不同塑料的分揀需要大量人工和高成本。“我們新開(kāi)發(fā)的催化劑大幅降低了這一門(mén)檻，未來(lái)可提高回收效率，使回收經(jīng)濟(jì)性大為提升。”另一位主要作者Yosi Kratish補(bǔ)充道，人們?nèi)粘Ｉ钪兴玫亩鄶?shù)一次性塑料制品，如食品瓶、包裝膜、垃圾袋等，均由聚烯烴為主原料，若不能高效回收，這些塑料就會(huì)進(jìn)入環(huán)境中，幾十年難以自然降解。 與傳統(tǒng)的催化劑和回收工藝相比，該團(tuán)隊(duì)所用的鎳基單點(diǎn)分子催化劑無(wú)需貴金屬，不僅反應(yīng)溫度比常規(guī)工藝低約100攝氏度，氫氣壓力也減半，催化劑消耗量是傳統(tǒng)方式的十分之一，而活性卻提升了十倍。更難能可貴的是，即使廢棄塑料中含有多達(dá)25%的PVC污染物，該催化劑依然表現(xiàn)出色，甚至反應(yīng)效率更高，且可多次再生再用。 研究第一作者賴(lài)慶恒(Qingheng Lai)表示，新催化劑如同一個(gè)精準(zhǔn)手術(shù)刀，能“挑選”性地剪斷聚烯烴分子中的碳-碳鍵，實(shí)現(xiàn)混合塑料的高效分解。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)回收流程最忌的PVC在這一新反應(yīng)中反而加速催化過(guò)程，推翻了既有認(rèn)知。 本項(xiàng)目由美國(guó)能源部和陶氏化學(xué)公司資助，相關(guān)論文題為《穩(wěn)定的單點(diǎn)有機(jī)鎳催化劑優(yōu)先對(duì)分枝聚烯烴C-C鍵進(jìn)行氫解》已于2025年9月2日發(fā)表于《自然化學(xué)》（Nature Chemistry），DOI: |
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