当今大规模的塑料制品产出给人类生活带来便捷，却也给自然界带来了降解难题。近日，中国科学技术大学曾杰教授课题组在塑料循环升级领域取得突破性进展：设计出一种“氢呼吸”策略，在无需额外添加氢气或溶剂的情况下将高密度聚乙烯塑料转化为高附加值的环状烃类，为废弃塑料的“人工碳循环”提供了新方法。6月26日，研究成果发表在国际知名学术期刊《自然·纳米技术》上。
聚乙烯塑料是五大通用塑料之一，它的骨架是由碳原子相连而成，稳定性很高，难以自然降解。考虑到聚乙烯和石油具有相似的化学结构与组成，曾杰等胆猜想——能否直接把聚乙烯当成一种“固体石油”，借鉴石油化工的技术，用以合成石油的下游化学产品呢？
研究人员首先把目光聚焦到石油加工的一个重要过程——加氢裂化，它可以将长链段的重质油裂解，从而得到短链的油品，如汽油、煤油和柴油等。研究人员参照该方法，以聚乙烯为原料进行加氢裂化实验，并顺利转化为汽油馏分的链状烃产品，进一步证实聚乙烯就相当于“固体石油”。
加氢裂化的过程需要消耗大量氢气，而氢气本身非常昂贵。曾杰团队进一步改进工艺，引入新型催化剂，在不使用氢气的条件下，实现了废弃聚乙烯塑料的循环升级。其中，主要降解产物是液体环状烃。而环状烃是高附加值的化工品之一，可以作为合成药物、染料、树脂和纤维的原材料，用途广泛。
中国科学院院士、中国科学院化学研究所研究员韩布兴评价这项工作：“将废弃聚乙烯塑料这类环境污染物用于制备石油基化学产品，为废弃塑料的‘人工碳循环’提供了新方法，为石油的部分替代提出了新思路。”（记者 陈婉婉）
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