本报讯(见习记者江庆龄)近日,华东师范大学化学与分子工程学院教授赵晨团队,构建了沸石-金属氧化物多相催化体系,通过芳构化-氢捕获机制耦合转化废弃聚乙烯与二氧化碳(co2)为芳烃和一氧化碳(co),并综合多种原位表征、同位标记、模型物的验证等手段,阐释了芳构化-氢捕获的反应机理。相关研究发表于《科学进展》。
废弃的聚乙烯(pe)碳氢含量丰富,被视为潜在的碳氢载体,而co2是一种可用的废弃碳源,转化过程通常需要大量氢气。芳香烃是制造燃料添加剂、合成聚合物和表面活性剂的关键中间体,其传统生产途径依赖于石脑油的重整过程。
能否将co2的转化与pe的芳构化过程有效耦合,以减少氢气消耗并提高芳烃产品的产率?研究团队实验验证发现,co2能够原位消耗pe芳构化过程中产生的活性氢物种,从而有效提高芳烃产率。
此外,研究团队阐明了该催化体系的构效关系,即hzsm-5分子筛充当“储氢池”、cuznzrox充当“co2加氢池”。在芳香化-氢捕获的耦合过程中,hzsm-5酸位点的pe发生芳构化反应,产生的氢迁移到邻近的cuznzrox氢受体池中,使co2发生还原反应生成co。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1126/sciadv.adn0252