当与钌催化剂配合使用时，水在促进聚烯烃转化为有价值的燃料方面发挥着至关重要的作用，为解决全球塑料废物提供了一种有希望的方法。
塑料是一种用途广泛的材料，几乎已成为现代生活方方面面不可或缺的一部分。然而，随着全球塑料产量现在每年超过4亿吨，塑料废物对环境的影响已经达到了临界水平。大多数塑料垃圾 —— 近90% —— 没有被回收利用，加剧了污染危机。为了应对这一日益严峻的挑战，迫切需要创新技术。
催化回收技术，如氢解和加氢裂化，提供了一个很有前途的解决方案。这些先进的化学工艺使用催化剂将塑料垃圾分解成更简单、高价值的成分，如化学品和燃料。与传统的回收利用不同，传统的回收利用涉及将塑料熔化并重新塑造成低质量的产品，催化回收利用通过创造具有更大经济和环境价值的材料来实现更有效和可持续的再利用。
虽然催化回收显示出巨大的潜力，但在大规模工业应用之前，还需要进一步的发展和改进。
聚烯烃回收技术的突破
在最近发表在《自然通讯》上的一项研究中，韩国首尔国立科技大学的Insoo Ro教授领导的研究小组，最近在催化回收聚烯烃方面取得了突破性的发现，聚烯烃占全球塑料废物的55%。正如他们在文章中所解释的那样，研究人员揭示了在使用钌基催化剂时，在聚烯烃解聚过程中加水的惊人好处。
在对不同载体上的各种钌基催化剂进行合成和实验后，研究小组发现，在反应混合物中加入水后，既有金属位点又有酸位点的催化剂都能显著提高转化率。“水的加入改变了反应机制，促进了增强催化活性的途径，同时抑制了焦炭的形成，”Ro博士解释说，“这种双重作用提高了工艺效率，延长了催化剂的使用寿命，降低了操作成本。”
研究人员详细研究了反应机理，揭示了Ru含量的影响以及金属和酸位点之间的接近和平衡。在最佳条件下，Ru/沸石-Y催化剂对聚烯烃的转化率为96.9%。
传统废物管理的可行替代方案
最后，为了探索这种催化回收的可行性，该团队对所建议的方法进行了技术经济分析和生命周期评估。结果清楚地强调了使用Ru/沸石-Y催化剂实现真正的商业规模工艺的潜力。
“水的加入不仅提高了碳效率，还改善了经济和环境性能，还增加了聚烯烃转化为汽油和柴油等有价值燃料的机会，”Ro博士强调说。他进一步补充说：“因此，这种方法代表了传统废物管理实践的可行替代方案，并提供了减少聚烯烃造成的垃圾填埋场和海洋污染的解决方案，聚烯烃是塑料废物的最大来源。”
总的来说，催化解聚的这一突破可以彻底改变我们处理塑料污染的方式，并帮助我们有效地应对这一严重的环境威胁。研究小组对这项技术在未来几年的发展寄予厚望，直到混合塑料废物可以在没有预先分类的情况下进行处理，使回收工作更具成本效益，更容易实施。
Ro博士乐观地总结道：“通过展示一种可持续和经济的方法，将塑料废物转化为有价值的资源，我们的研究可以帮助推动政策变化，激发对先进回收基础设施的投资，并促进国际合作，以解决全球塑料废物危机。随着时间的推移，这些进步将带来更清洁的环境、更少的污染和更可持续的未来。”
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