塑料常常服务于一些“一过性”的用途。每年，大约有3亿吨材料仅使用过一次就被丢弃，造成极大的污染和浪费。科学家和企业一直在合作以改变这种状况，研究可将一次性塑料转变为更有价值的产品的方法。如今，研究人员设计出了一种催化剂，能够将一次性聚乙烯（甚至那些来自塑料袋的类型）有选择性地转化为润滑剂，例如机油或蜡，用于洗涤剂、化妆品等产品。各公司一直在测试比如催化热解这样的技术。该技术利用高温和缺氧将废弃聚合物转化为一系列短链碳氢化合物，就像柴油燃料中常见的那些。在这项研究中，研究人员转而利用氢解反应，用氢来分解碳-碳键。论文合著者阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）的Massimiliano Delferro说，这两种方法都不是完美的，但若有合适的催化剂，后一种方法可更具选择性并产生更高质量的产品。迄今为止，很少有研究探讨聚乙烯的催化氢解问题。聚乙烯是一种塑料，用于诸多一次性产品，譬如食品包装薄膜、奶瓶和医疗设备中的一次性部件。该项研究使用的新型催化剂最初是由西北大学的Kenneth R. Poeppelmeier的实验室合成的。为了制造新催化剂，研究小组使用原子层沉积法将铂纳米颗粒分散到了尺寸小于100纳米的钛酸锶(SrTiO3)立方体上。铂是氢解的常见催化剂，将铂纳米颗粒负载在SrTiO3上有助于它们承受聚乙烯反应所需的苛刻反应条件。聚乙烯氢解的挑战之一是难以控制氢在反应中的添加，导致聚乙烯过度分裂成轻质、低价值的碳氢化合物，如甲烷和乙烷。在这项工作中，研究人员控制了铂纳米颗粒的大小和分布，以最大程度地减少这一问题，并从一系列分子量不同的聚乙烯中生成了液态碳氢化合物。这些碳氢化合物可作为润滑剂或蜡，并进一步被加工成化妆品和洗涤剂等日常必需品。（来源： ACS美国化学会 C&EN）
Gokhan Celik, Robert M. Kennedy, Ryan A. Hackler, Magali Ferrandon, Akalanka Tennakoon, Smita Patnaik, Anne M. LaPointe, Salai C. Ammal, Andreas Heyden, Frédéric A. Perras, Marek Pruski, Susannah L. Scott, Kenneth R. Poeppelmeier, Aaron D. Sadow, Massimiliano Delferro. Upcycling Single-Use Polyethylene into High-Quality Liquid Products. ACS Central Science. 2019.
DOI: 10.1021/acscentsci.9b00722
https://doi.org/10.1021/acscentsci.9b00722
