韩布兴课题组在聚乙烯转化制备汽油方面取得重要进展

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塑料制品在现代生产生活中具有不可替代的作用，极大地促进了社会经济的发展，同时也产生了大量很难自然降解的废旧塑料垃圾，对生态环境与人类健康造成危害，引起了全世界的高度关注。因此，废弃塑料的资源化利用对解决塑料污染问题、实现绿色可持续发展意义重大。废弃塑料中，聚乙烯的转化难度很大，其非极性的碳碳键难以活化和断裂。目前已有的聚乙烯转化策略主要依赖于高反应温度（400℃以上）、贵金属催化剂和外加氢源，从而限制了聚乙烯化学回收的工业化。如何低成本且高效地转化聚乙烯一直是塑料转化领域的重要难题。

        在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下，中国科学院化学研究所胶体、界面与化学热力学实验室/北京分子科学国家研究中心韩布兴课题组在二氧化碳、生物质、废弃塑料、有机垃圾等可循环碳资源催化转化利用方面取得系列成果。
        近日，该课题组与北京师范大学、北京大学等单位合作，利用层状自支撑分子筛作为催化剂成功实现了低温（240 ℃）、无贵金属、无氢气、无溶剂条件下聚乙烯塑料转化制备高品质汽油，收率达到80%。该策略利用层状自支撑分子筛丰富的外比表面积和介孔孔道，使得聚烯烃大分子与催化剂活性位点充分接触，并且这种层状自支撑分子筛具有独特的开放骨架三配位铝位点，有助于活化碳氢键，形成碳正离子，促进聚烯烃碳碳键发生β-裂解。自支撑分子筛高效催化部分聚乙烯芳构化，为产生的小分子烯烃转化为烷烃提供氢源，从而以自供氢的方式产生汽油。所制备的汽油组分中，能提升辛烷值的支链烷烃含量是商用汽油的近两倍。该工作为废弃聚乙烯催化转化制备高品质汽油提供了新的路线，具有良好的应用前景。这一成果4月9日在国际学术期刊Nature Chemistry上发表（Nat. Chem.2024,DOI:10.1038/s41557-024-01506-z），论文第一作者为中国科学院化学研究所博士研究生岑梓榆，通讯作者为中国科学院化学研究所韩布兴研究员和林龙飞研究员、北京师范大学韩雪教授、北京大学杨四海教授。
        文章来源：化学所
        韩布兴，物理化学家，1957年7月生于河北省遵化市，中国科学院化学研究所研究员，2013年12月当选为中国科学院院士。1982年毕业于河北科技大学（原河北化工学院）化学工程系，1985年在中国科学院长春应用化学研究所获硕士学位，1988年在中国科学院化学研究所获博士学位，1989至1991加拿大Saskatchewan大学做博士后研究。1991-1993任中国科学院化学研究所副研究员，1993年至今任中国科学院化学研究所研究员，1997年获国家杰出青年基金资助。
主要从事化学热力学与绿色化学的交叉研究，在超临界流体、离子液体等绿色溶剂体系化学热力学、绿色溶剂在化学反应和材料合成中的应用研究方面取得系统性成果。在 Science、Acc. Chem. Res.、Angew. Chem. Int. Ed.、J. Am. Chem. Soc.等期刊发表SCI收录论文480篇，论文被引用10000余次，获国家专利30件，在重要学术会议做大会报告和邀请报告90余次。作为第一完成人获国家自然科学奖二等奖1项、北京市科学技术奖二等奖1项，获Elsevier出版社J. Colloid interf. Sci.期刊终身成就奖，作为非第一完成人获国家和省部级科技进步奖3项。
现任国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）第三学部领衔委员（Division III, Titular Member）、中国化学会化学热力学与热分析专业委员会主任，曾任IUPAC绿色化学分会主席等，2007年被选为英国皇家化学会Fellow；担任Green Chem.期刊副主编，Chem. Sci.、ChemSusChem、J. Supercritical Fluids、中国科学（化学）等16种期刊的编委或顾问编委。