颜宁&王艳芹Angew：利用Ru/Nb2O5催化剂将芳香族塑料废物转化为芳烃

Nanoyu

2020-12-03

由于对环境的破坏性影响，塑料废弃物的处理是21世纪人类面临的重大挑战之一。目前大量广泛使用的塑料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）和聚苯醚（PPO），都是由芳香单体通过单元间C-O或C-C键构成。迄今为止，有关塑料废物的化学降解的研究报道主要集中在热解方面，热解可以处理相对混合的塑料废物，特别是聚烯烃、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯。

近日，新加坡国立大学颜宁教授，华东理工大学王艳芹教授报道了一种多功能的Ru/Nb₂O₅催化剂可以将芳香族塑料废物直接转化为芳烃，同时具有极高的产率。

文章要点

1）研究发现，Ru/Nb₂O₅不仅催化单组分塑料废物选择性地转化为大宗化学品(PET转化为对二甲苯，PPO转化为间二甲苯)，而且能够将混合芳香族塑料转化为芳烃。

2）Ru/Nb₂O₅催化剂结合了两个关键功能，即分别用于C-O键活化的NbO_x物种和用于C-C键活化的Brnsted酸中心，使得单环芳烃的生产成为可能。Nb₂O₅上的Ru以低配位数（C.N.=5-6）的亚纳米粒子形式存在，阻止了苯环的加氢反应，从而对芳烃有明显的选择性。

研究工作首次通过单元间C-O和/或C-C键的选择性裂解实现芳香族塑料废弃物的芳烃升级，使得Ru/Nb₂O₅与其他催化剂相比，具有无法比拟的的催化性能。

Yaxuan Jing, et al, Towards the circular economy: converting aromatic plastic waste back to arenes over Ru/Nb₂O₅ catalyst, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI: 10.1002/anie.202011063

https://doi.org/10.1002/anie.202011063