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本報訊(見習記者江慶齡)近日,華東師范大學化學與分子工程學院教授趙晨團隊,構(gòu)建了沸石-金屬氧化物多相催化體系,通過芳構(gòu)化-氫捕獲機制耦合轉(zhuǎn)化廢棄聚乙烯與二氧化碳(CO2)為芳烴和一氧化碳(CO),并綜合多種原位表征、同位標記、模型物的驗證等手段,闡釋了芳構(gòu)化-氫捕獲的反應機理。相關研究發(fā)表于《科學進展》。
廢棄的聚乙烯(PE)碳氫含量豐富,被視為潛在的碳氫載體,而CO2是一種可用的廢棄碳源,轉(zhuǎn)化過程通常需要大量氫氣。芳香烴是制造燃料添加劑、合成聚合物和表面活性劑的關鍵中間體,其傳統(tǒng)生產(chǎn)途徑依賴于石腦油的重整過程。 能否將CO2的轉(zhuǎn)化與PE的芳構(gòu)化過程有效耦合,以減少氫氣消耗并提高芳烴產(chǎn)品的產(chǎn)率?研究團隊實驗驗證發(fā)現(xiàn),CO2能夠原位消耗PE芳構(gòu)化過程中產(chǎn)生的活性氫物種,從而有效提高芳烴產(chǎn)率。 此外,研究團隊闡明了該催化體系的構(gòu)效關系,即HZSM-5分子篩充當“儲氫池”、CuZnZrOx充當“CO2加氫池”。在芳香化-氫捕獲的耦合過程中,HZSM-5酸位點的PE發(fā)生芳構(gòu)化反應,產(chǎn)生的氫遷移到鄰近的CuZnZrOx氫受體池中,使CO2發(fā)生還原反應生成CO。 相關論文信息: https://doi.org/10.1126/sciadv.adn0252 《中國科學報》 (2024-05-08 第4版 綜合)
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