Что такое бензиновый полиэтилен?
2026-04-28
Традиционные методы производства бензинового полиэтилена
Для отходов полиэтиленового пластика с высоким содержанием полиолефинов и трудной перерабатываемостью современные стратегии их преобразования в основном опираются на высокие температуры реакции (свыше 400 °C), катализаторы на основе драгоценных металлов и внешние источники водорода, что снижает промышленный потенциал химического восстановления полиолефинов. Низкозатратное и энергоэффективное преобразование полиолефинов всегда оставалось одной из ключевых задач в области переработки пластмасс.
Новая стратегия по производству бензина из полиэтилена: вдохновение от гидрокрекинга
Научно-исследовательская группа Института химии Китайской академии наук успешно преобразовала полиэтиленовые пластмассы в высококачественный бензин при низкой температуре (240 °C) без использования катализатора на основе благородных металлов и источника водорода. Выход бензина превысил 80%, а селективность достигла 99%. Для каталитического преобразования полиолефинов команда применила молекулярные сита со слоистой самонесущей структурой (LSP). Благодаря обильным мезопористым каналам и большой внешней удельной поверхности молекулярных сит LSP они обеспечивают полный контакт с полиолефинами и эффективно катализируют расщепление полимерных цепей. Следует отметить, что слоистая структура делает LSP более богатыми по содержанию кремниевых видов Q2 и Q3 по сравнению с традиционными молекулярными ситами; кроме того, такие сита обладают более сильными льюисовскими кислотными центрами. Молекулы пиридина, адсорбированные на этих ситах, даже при 450 °C не десорбируются.
Путём 31P ЯМР адсорбции молекулы органического фосфинового зонда исследователи установили, что сверхкислотный Льюисовский центр молекулярного сита LSP представляет собой уникальный трёхкоординированный алюминиевый центр в структуре каркаса (oFTAl). Наличие такого oFTAl-центра способно ускорять обмен H/D между дейтерированым н-гексаном и недейтерированным изопентаном, что указывает на его способность активировать молекулярные цепи полиолефинов, стимулировать реакции переноса водорода, эффективно катализировать ароматизацию некоторых полиолефинов и обеспечивать водородом образующиеся олефины, тем самым формируя компоненты бензина, преимущественно состоящие из алканов, при отсутствии внешнего источника водорода.
Наконец, исследователи изучили полный путь превращения полиэтилена с помощью неупругого нейтронного рассеяния. Прежде всего кислотные центры Брёнстеда и центры OFTAL молекулярного сита LSP совместно активируют C–H связи полиэтилена и образуют карбокатионы. Затем полиэтилен подвергается бета-расщеплению и изомеризации с образованием короткоцепных изомеров, тогда как другая часть цепи полиэтилена подвергается ароматизации с выделением водорода. В заключение изомеры гидрируются и преобразуются в изомеры посредством реакции переноса водорода, в результате чего образуются бензиновые продукты, главным образом состоящие из изомеров.
Ссылка: Цэн, З., Хань, X., Линь, Л. и др. Переработка с целью повышения ценности Полиэтилен в бензин с помощью стратегии самостоятельного обеспечения водородом в слоистом самоподдерживающемся цеолите [J]. Nature Chemistry, 2024.
Связанный поиск:
Предыдущая страница:
Обновление блога