塑料的廣泛使用為人類生活提供了巨大的便利，但未妥善處理的塑料廢物造成了嚴重的環(huán)境污染和資源浪費。氫解可以將塑料廢物選擇性解聚高值產(chǎn)品，有希望成為解決塑料污染的主要手段之一。然而，聚合物的高自由度使得大分子在催化劑表面的吸附過程是熵減過程，抑制氫解的碳氫活化和吸附步驟；且吸附在催化劑表面的大分子中間體仍具有很高的自由度，使得大分子中間體容易脫附，最終造成催化活性的降低。
近日，蘇州大學的陳金星副教授團隊，以介孔二氧化硅（SBA-15）為催化劑載體，構(gòu)建了釕納米顆粒在介孔孔道中均勻分散的介孔催化劑p-Ru/SBA，并將催化解聚引入到空間限域環(huán)境。
介孔催化劑p-Ru/SBA在聚乙烯的氫解中具有獨特的優(yōu)勢。強局域化導(dǎo)致的熵限域效應(yīng)限制了大分子鏈的自由度，從而有利于過渡態(tài)的穩(wěn)定吸附。該催化劑具有較高的LDPE固體轉(zhuǎn)化率(1106 g·gRu-1·h-1)和較窄的產(chǎn)物分布，主要由高值柴油組成。值得注意的是，即使在230℃的較低反應(yīng)溫度下，p-Ru/SBA的催化活性也比Ru/SiO2的催化活性高4.9倍，比240℃的商業(yè)Ru/C的催化活性高14.0倍。 最終，該介孔催化劑p-Ru/SBA在氫解中表現(xiàn)出高催化活性，優(yōu)異的液體選擇性和良好的循環(huán)穩(wěn)定性以及普適性。該工作證明了熵限域的重要性，并強調(diào)了在密閉空間中進一步理解和優(yōu)化催化過程的潛力。 論文信息 Entropy Confinement Promotes Hydrogenolysis Activity for Polyethylene Upcycling Qingyun Kang, Mingyu Chu, Prof. Panpan Xu, Dr. Xuchun Wang, Shiqi Wang, Prof. Muhan Cao, Prof. Oleksandr Ivasenko, Prof. Tsun-Kong Sham, Prof. Qiao Zhang, Prof. Qiming Sun, Prof. Jinxing Chen 文章的第一作者是蘇州大學的碩士研究生康慶運和博士生褚名宇。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202313174
