塑料制品在現代生產生活中具有不可替代的作用，極大地促進了社會經濟的發展，同時也產生了大量很難自然降解的廢舊塑料垃圾，對生態環境與人類健康造成危害，引起了全世界的高度關注。因此，廢棄塑料的資源化利用對解決塑料污染問題、實現綠色可持續發展意義重大。廢棄塑料中，聚乙烯的轉化難度很大，其非極性的碳碳鍵難以活化和斷裂。目前已有的聚乙烯轉化策略主要依賴于高反應溫度（400℃以上）、貴金屬催化劑和外加氫源，從而限制了聚乙烯化學回收的工業化。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。
在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的支持下，中國科學院化學研究所膠體、界面與化學熱力學實驗室/北京分子科學國家研究中心韓布興課題組在二氧化碳、生物質、廢棄塑料、有機垃圾等可循環碳資源催化轉化利用方面取得系列成果。
近日，該課題組與北京師范大學、北京大學等單位合作，利用層狀自支撐分子篩作為催化劑成功實現了低溫（240 ℃）、無貴金屬、無氫氣、無溶劑條件下聚乙烯塑料轉化制備高品質汽油，收率達到80%。該策略利用層狀自支撐分子篩豐富的外比表面積和介孔孔道，使得聚烯烴大分子與催化劑活性位點充分接觸，并且這種層狀自支撐分子篩具有獨特的開放骨架三配位鋁位點，有助于活化碳氫鍵，形成碳正離子，促進聚烯烴碳碳鍵發生β-裂解。自支撐分子篩高效催化部分聚乙烯芳構化，為產生的小分子烯烴轉化為烷烴提供氫源，從而以自供氫的方式產生汽油。所制備的汽油組分中，能提升辛烷值的支鏈烷烴含量是商用汽油的近兩倍。該工作為廢棄聚乙烯催化轉化制備高品質汽油提供了新的路線，具有良好的應用前景。這一成果4月9日在國際學術期刊Nature Chemistry上發表（Nat. Chem. 2024, DOI:10.1038/s41557-024-01506-z），論文第一作者為中國科學院化學研究所博士研究生岑梓榆，通訊作者為中國科學院化學研究所韓布興研究員和林龍飛研究員、北京師范大學韓雪教授、北京大學楊四海教授。
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