全球废塑料的快速增长，产生了严重的环境污染和资源浪费。目前物理回收所得产品价值较低，而化学回收作为一种能够实现废塑料循环能源转化的方式，受到广泛关注。基于此，中国科学院上海高等研究院王慧研究员和罗虎高级工程师研究团队，提出了废塑料升级利用制石脑油，经蒸汽裂解生产乙烯单体，构建了废弃聚乙烯塑料的循环再生和闭环利用体系（J. Am. Chem. Soc., 2023）；并在此基础上，进一步设计了非贵金属Ni基催化剂，实现了真实废塑料的选择性加氢裂化制石脑油，研究成果以“Green Upcycling of Waste Agricultural Plastic Film under Mild Conditions”为题发表在中国化学会旗舰期刊CCS Chemistry。

图1 废弃聚乙烯塑料的绿色升级回收和循环利用

废弃聚乙烯塑料经过预处理除去杂质后，采用Ni-Ca/ZrO₂与Beta分子筛为催化剂，在250 ^oC、3MPa氢气条件下，石脑油的收率为87%，其中C₅-C₁₁烷烃的选择性达到98%。Ni的电子转移有利于生成Ni^δ+物种，提高烯烃中间体的催化加氢活性，而Beta分子筛的微孔可以有效筛选出低碳烷烃，从而高选择性地生成石脑油产物。

以废弃聚乙烯塑料的回收利用为场景，采用LCA和TEA分析发现，与焚烧发电相比，废塑料制石脑油策略可以减少82%的CO₂排放，并实现能量自给；当规模超过1万吨/年时可以实现盈利，凸显了巨大的工业化应用潜力，从而为废塑料的升级利用提了新的解决方案。

图2 废塑料升级利用的可持续性评估

该研究工作得到国家自然科学基金、上海低碳技术创新功能型平台和脂溶性维生素浙江省工程中心等多项目的资助。（图/文：罗虎、王慧）

文章链接：https://www.chinesechemsoc.org/doi/10.31635/ccschem.025.202404851