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當與釕催化劑配對時，水在促進聚烯烴轉化為有價值燃料的過程中發揮著至關重要的作用，為解決全球塑料廢物問題提供了一種前景廣闊的方法。

塑料是一種用途極為廣泛的材料，幾乎與現代生活的方方面面都密不可分。 然而，隨著全球塑料年產量超過 4 億噸，塑料垃圾對環境的影響已達到嚴重程度。 大部分塑料垃圾--近 90% 沒有得到回收利用，從而加劇了污染危機。 為應對這一日益嚴峻的挑戰，迫切需要創新技術。

氫解和加氫裂化等催化回收技術提供了一種前景廣闊的解決方案。 這些先進的化學工藝利用催化劑將廢塑料分解成更簡單、高價值的成分，如化學品和燃料。 傳統的回收方法是將塑料熔化并重塑成質量較低的產品，而催化回收則不同，它通過創造具有更高經濟和環境價值的材料，實現了更高效和可持續的再利用。

雖然催化回收技術顯示出巨大的潛力，但在大規模工業化應用之前，還需要進一步的開發和完善。

在Nature Communications上發表的一項最新研究中，韓國首爾國立科技大學的Insoo Ro教授領導的研究小組最近在聚烯烴催化回收方面取得了突破性發現，聚烯烴占全球塑料垃圾的55%。 正如他們在文章中解釋的那樣，研究人員揭示了在聚烯烴解聚過程中使用釕（Ru）基催化劑加水的驚人好處。

研究人員調查了水加入釕基催化過程的反應混合物中，促進聚烯烴轉化為柴油和汽油等燃料的機理。 他們的發現標志著催化塑料回收技術取得了突破性進展，這是解決日益嚴重的塑料污染威脅的一條大有可為的途徑。 圖片來源：韓國首爾國立科技大學的 Insoo Ro

在對不同支撐物上的各種釕基催化劑進行合成和實驗后，研究小組發現，當在反應混合物中加入水時，同時具有金屬和 酸位點的催化劑的轉化率會顯著提高。"水的加入改變了反應機理，促進了提高催化活性的途徑，同時抑制了焦炭的形成，"羅博士解釋說，"這種雙重作用提高了工藝效率，延長了催化劑的使用壽命，降低了運營成本。"

研究人員詳細研究了反應機理，揭示了釕含量的影響以及金屬和酸性位點之間的接近和平衡。 在最佳條件下，釕/沸石-Y 催化劑的聚烯烴轉化率達到 96.9%。

最后，為了探索這種催化回收的可行性，研究小組對所建議的方法進行了技術經濟分析和生命周期評估。 結果清楚地表明，使用釕/沸石-Y 催化劑實施真正的商業規模工藝是有潛力的。

"添加水不僅能提高碳效率，改善經濟和環境性能，還能將聚烯烴轉化為汽油和柴油等有價值的燃料，"Ro 博士強調說。 "因此，這種方法是傳統廢物管理方法的可行替代方案，為減少聚烯烴（塑料廢物的最大來源）造成的垃圾填埋和海洋污染提供了解決方案。"

催化解聚技術的這一突破將徹底改變我們處理塑料污染的方式，幫助我們有效地應對這一嚴重的環境威脅。 研究團隊對這項技術寄予厚望，希望它能在未來幾年內發展到無需預先分揀就能處理混合塑料垃圾的程度，從而使回收工作更具成本效益，更易于實施。

"我們的研究展示了將塑料廢棄物轉化為寶貴資源的可持續和經濟的方法，有助于推動政策變革，激勵對先進回收基礎設施的投資，并促進國際合作，以解決全球塑料廢棄物危機。 隨著時間的推移，這些進步將帶來更清潔的環境、更少的污染和更可持續的未來。"

編譯自/ScitechDaily