废弃聚烯烃的高值化学回收研究进展

占全球塑料产量一半以上的聚烯烃，由于其稳定碳氢链结构，极难降解，废弃后带来了严重的“白色”污染和“微塑料”问题。研究废弃聚烯烃的可控化学回收，实现其资源化和升级循环利用，具有重要的意义。本文重点总结了聚烯烃催化裂解的方法、特点及过程机理，包括催化热解、加氢裂化和氢解；梳理了高值裂解产物如芳烃、轻质烯烃、润滑油等的生成机制以及裂解过程中常用的催化剂种类及其催化构效关系；讨论和介绍了裂解反应以及高值产物生成的过程强化手段，包括基于反应器设计的反应过程强化、基于高效分离材料设计的分离过程强化等方面的研究进展。通过高效催化剂的设计及反应和分离过程强化技术的研究，有望实现废弃聚烯烃低温可控裂解及产物的高值化利用。     

废塑料催化热解技术及其催化剂研究进展

根据废弃塑料回收利用的不同方式及应用现状，阐述了目前废塑料常用物理和化学回收法技术方案及其特点。具体论述了废塑料催化裂解回收利用技术的影响因素和应用现状，如反应条件、塑料种类、引入催化剂，并讨论了废塑料催化裂解所需催化剂的影响因素，如制备方法、催化剂载体、活性组分。最后针对废塑料催化热裂解技术存在的问题，指出废塑料催化裂解技术机理的探究、设备的改良和催化剂的优化将是未来废塑料回收领域的研究重点。     

废弃塑料的化学回收：方法，现状及前景展望

塑料产品具有成本低、密度小、耐用性强和性能可调等优点,与人们的衣食住行密不可分。但是,由于塑料的降解性能较差和缺乏完备的回收机制,一系列的生态问题也随之而来。伴随着能源危机的加剧和材料经济效率的低下,探寻废弃塑料的回收再利用途径是实现可持续发展的必要条件。传统的物理回收方法存在着适用条件有限和聚合物性能降低等问题,而化学回收在理论上可对塑料进行分子层面的拆解与重组,形成单体或其他高附加值的产物。本文立足于塑料回收的化学方法,对化学回收的行业现状和研究进展进行总结梳理,分析了对应的回收机理和制约回收的因素,为开发塑料的化学回收再利用技术提供一定的参考。通过开发新型的催化工艺和设计高效的反应体系,化学回收或可成为推动循环塑料经济发展的关键。     

废弃塑料的化学回收资源化利用研究进展

塑料对人类社会进步和经济发展发挥着重要作用的同时, 塑料的大规模生产和使用不可避免地产生大量的废旧塑料,无疑对地表水、土壤和海洋等带来严重的污染。塑料污染已成为全球可持续发展的挑战。传统物理回收法难以满足环保和资源化的要求,发展高效化学回收资源利用势在必行。文章针对8种典型量大面广的塑料如对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚烯烃［含聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）］、聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PU）等,梳理了当前国内外废弃塑料的化学回收资源化利用研究进展,特别是近10年内的新技术,对废弃塑料化学回收再利用技术的开发有一定的参考借鉴意义。     

废弃PET化学回收及制备不饱和聚酯树脂的研究进展

随着聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）材料用量的大幅增长,大量废弃PET制品堆积造成的环境污染问题日益突出,其回收利用技术也随之广受关注。在不同的PET回收方法中,将PET降解为单体或低聚物的化学回收是效率最高、产物利用价值最大的方法,但也存在反应条件苛刻、产物收率低等问题。本文详细梳理了水解法、甲醇醇解法、二元醇醇解法、胺解法和氨解法等化学回收方法的主要特点以及微波加热、离子液体、纳米技术等新兴技术在PET化学回收过程中的应用概况。通过对各种化学回收工艺的比较,文中得出二元醇醇解法是最具商业应用价值方法的结论。在此基础上,文中重点介绍了PET的二元醇解以及进一步制备不饱和聚酯树脂的化学过程、发展现状、制约因素和改进措施。分析表明,由PET二元醇解产物制备不饱和聚酯树脂是提高废弃PET资源化效率、丰富原料供给、推动产品升级的重要途径,开发高效、廉价、环保的新型催化剂或酶催化技术是废弃PET回收领域今后主要的发展方向。     

CO2化学利用的研究进展

概述了近年来CO2化学利用的主要研究内容和成果,介绍了CO2的催化加氢反应、氨化反应、酯化反应等化学利用方法。对CO2的催化加氢原理及其催化剂进行了论述,阐述了CO2酯化反应的合成条件及应用,提出了氨化合成三聚氰酸的CO2化学利用新方法。探讨了CO2化学利用对CO2减排的意义,并展望了CO2化学利用的研究方向。认为CO2催化加氢和酯化反应在短期内实现工业化是不可行的,而氨化合成三聚氰酸具有广阔的发展前景。     

加聚类废塑料化学回收技术的研究进展

废塑料在自然界的累积造成了严重的环境问题。从环境保护及资源利用角度出发，亟需对废塑料进行回收利用。化学回收法可以将废塑料高选择性地转化为高附加值化学品。总结了近年来加聚类废塑料化学回收技术的研究进展，包括直接热解、催化热解、加氢裂化及其他化学回收法，着重探讨催化剂、催化体系对产物分布的影响及相应的反应机理。指出高效催化技术是推动废塑料化学回收技术实现工业应用的关键。     

废弃塑料微波热解回收研究进展

从废弃塑料热解产物入手,综述了近年来催化剂辅助微波热解技术在废弃塑料回收中的应用研究进展,阐述了微波热解机制、催化裂解机理以及催化剂辅助微波热解技术工艺参数对废弃塑料热解产物的影响,并对未来可持续发展趋势进行了展望。     

废塑料热解油中杂质硅、氯的影响及应对策略探讨

废旧塑料化学法回收是应对白色污染,同时实现高值化回收利用的有效方法之一,尤其是利用废塑料热解油进一步生产燃料油或化工产品的技术路线备受关注。但塑料垃圾杂质较多、成份复杂,其中杂质硅、氯对反应器、产物、催化剂或反应本身的影响均不可忽视。本文对塑料热解油中硅、氯杂质的来源、形态、生成机制及催化转化规律进行了分析,并根据杂质可能产生的不利影响提出了有效的应对策略。     

绿色化学研究进展

对绿色化学在新型催化剂和反应介质方面的研究进展进行了综述。新型催化剂主要包括固体酸催化剂、固体碱催化剂、金属催化剂等。这些催化剂不仅具有较高的活性和选择性,而且催化剂和反应体系易于分离。新型反应介质主要包括超临界流体和离子液体,它不仅可以替代传统的有毒有害的挥发性有机溶剂,同时可以提高反应的活性和选择性,并且易于回收利用。高效催化剂和绿色反应介质的研究开发是未来绿色化学的重要研究内容。     

Hydrocarbon fuels produced by catalytic pyrolysis of hospital plastic wastes in a fluidizing cracking process

A mixture of post-consumer polyethylene/polypropylene/polystyrene (PE/PP/PS) with polyvinyl chloride (PVC) waste was pyrolyzed over cracking catalysts using a fluidizing reaction system operating isothermally at ambient pressure. The influences of catalyst types and reaction conditions including reaction temperatures, ratios of catalyst to plastic feed, flow rates of fluidizing gas and catalyst particle sizes were examined. Experiments carried out with various catalysts gave good yields of valuable hydrocarbons with differing selectivity in the final products dependent on reaction conditions. A model based on kinetic and mechanistic considerations associated with chemical reactions and catalyst deactivation in the acid-catalyzed degradation of plastics has been developed. The model gives a good representation of experimental results from the degradation of commingled plastic waste. The results of this study are useful for determining the effects of catalyst types and reaction conditions on both the product distribution and selectivity from hospital plastic waste, and especially for the utilization of post-use commercial FCC catalysts for producing valuable hydrocarbons in a fluidizing cracking process.     

聚酰亚胺前驱体化学亚胺化研究进展

聚酰亚胺是一类高性能的聚合物,它可由其前驱体聚酰胺酸经热或化学亚胺化而得到。化学亚胺化是在较温和的条件下,经脱水剂和催化剂作用而进行的。综述了聚酰胺酸化学亚胺化的研究进展,对其脱水体系进行了归纳总结,分析了不同脱水体系下的反应机理,对乙酸酐／吡啶和乙酸酐／三乙胺体系下聚酰胺酸化学亚胺化的动力学进行了讨论与比较,并简要介绍了聚酰胺酸化学亚胺化法在光纤纺纱、塑料零件和型材、挠性覆铜板及微电子用聚酰亚胺材料的制备中的应用。     

草酸二甲酯加氢制乙醇酸甲酯反应网络分析及其多相加氢催化剂研究进展

乙醇酸甲酯（MG）官能团丰富,是一种重要的精细化工中间体,而且经过缩聚反应可制得新一代可生物降解材料聚乙醇酸。采用合成气经草酸二甲酯（DMO）加氢路线可实现MG的规模化制备,而该技术工业化的关键是高性能加氢催化剂的开发,当前DMO加氢制MG催化剂正处于工业化前期阶段。本文分析了DMO加氢反应网络及各特征反应的热力学特点,重点概述了DMO多相加氢制MG催化剂的研究进展,包括铜基催化剂、银基催化剂、非铜/银基催化剂等,基于网络特点分析了各催化剂的研究重点及存在的难题,并从反应工艺控制、催化剂载体设计、助剂及活性组分选择等角度提出了改善工业化催化剂开发及性能的思路,建议近期将改性复合载体负载的铜基催化剂,或以银、镍等为第二助剂的复合铜基催化剂作为重点攻关方向,远期将新型非贵金属体系作为储备方向,期望能为开发我国自主知识产权的工业化催化剂提供有益参考。     

非热等离子体催化转化C1分子及其催化剂研究进展

非热等离子体催化具有反应条件温和、启动快和反应器结构紧凑等特点,在C₁分子催化转化领域（如CO₂加氢、甲烷活化、水煤气变换反应和甲醇重整制氢）有着广阔的应用前景。具体来说,等离子体特有的高能电子可在气相中快速活化稳定性极强的C₁分子并生成活性物质,接着与催化剂结合发生表面化学反应,从而实现常温常压下C₁分子的高效转化。然而,等离子体与催化剂之间的协同作用机制以及催化机理极为复杂,仍有待进一步研究。本综述简单介绍了非热等离子体催化转化C₁分子的近期研究进展,重点探讨了适用于非热等离子 体的催化剂研究以及催化机理的高级原位表征。最后,提出了非热等离子体催化转化C₁分子的未来发展方向：①设计并构筑适用于非热等离子体催化的高效催化剂,并研究其构效关系;②发展高级原位表征技术,揭示活性物质的作用机理以及催化机理;③设计并构建高效的等离子体催化反应器,并建立反应器的理论模型和数值模拟方法,科学指导等离子体反应器的设计、优化和放大。     

2-氨基噻唑啉-4-羧酸生产废液的化学催化氧化处理研究

化学催化氧化法适合于化工厂处理高浓度、难降解的有机废水。本文确定了化学催化氧化处理2-氨基噻唑啉-4-羧酸(简称ATC)废液的最佳反应条件,废液的COD去除率可达50%以上,比单纯用氧化剂进行氧化的COD去除率高出30%左右。     

废CeO x -MnO x 基SCR脱硝催化剂还原酸浸综合回收铈锰

废选择性催化还原（SCR）脱硝催化剂中含有大量的有价金属,直接废弃易造成资源浪费及环境污染。以废CeO _x -MnO _x 基SCR脱硝催化剂为原料,采用热力学分析结合湿法冶金实验方法,研究了浸出条件对Ce、Mn元素浸出率的影响。结果表明,废催化剂直接酸浸Ce、Mn元素浸出率低,还原-酸浸Ce、Mn元素热力学条件上可行,抗坏血酸对Ce、Mn高价氧化物有明显的还原作用。当抗坏血酸质量分数为30%、硫酸浓度2mol/L、液固比6∶1、搅拌速度350r/min、80℃恒温反应5h时,Ce、Mn的浸出率分别达到92.09%、95.51%。加入抗坏血酸后,部分Ce⁴⁺和Mn⁴⁺还原为Ce³⁺和Mn²⁺,Ce⁴⁺/Ce的比值由75.82%降低到71.62%,Mn⁴⁺/Mn的比值由29.39%降低到27.17%,同时削弱了高价Ce辅助低价Mn向高价Mn转化的作用,使得Ce、Mn高效浸出,为CeO _x -MnO _x 基废催化剂中Ce、Mn资源化利用奠定了基础。     

C12～24正构烷烃的催化氯化反应研究

重点研究了C12~24正构烷烃在加热、光催化和化学催化条件下氯化反应的反应特征,并对这3种氯化方式进行了对比分析;探讨了化学催化氯代反应的影响因素,利用正交实验得出最佳工艺条件为:反应时间12 h,反应温度70℃,催化剂加入量1%(质量分数),进氯速度25 g/h。实验证明该催化剂可大大缩短反应时间,提高设备利用率和产品质量,为氯代烃产品的工业化生产方式的选择提供了依据。     

木质类废弃物液化及其高效利用研究进展

木质类废弃物具有数量多、分布广、可再生等特点,采用热化学液化技术将其转变为具有反应活性的新的化学原料,能替代或部分替代化石产品制备高品质化学品。本文将不同生物质转化技术以及可利用途径进行归纳总结,回顾了近年来国内外常见的木质类废弃物液化技术如高温高压液化、快速热解液化和常压催化液化等,重点介绍了广为关注的常压催化液化及其高效利用研究现状。概述了不同的液化剂和催化剂所得液化物的性质及所制备胶黏剂、聚氨酯材料等高附加值生物质基树脂材料的性能。指出木质类生物质液化过程只有朝着低成本、绿色、高效反应方向发展,才有可能向大规模工业化转化。作者结合自己的科研实践,提出该领域目前存在的一些问题以及解决途径的建议,对液化生物质基高分子材料的产业化应用提出展望。     

碳中和背景下国内外废塑料裂解法回收进展

人类生产生活对塑料制品日益增长的需求使得塑料废弃物迅速增加,由此引起的环境问题和社会问题亟待解决。本文综述了碳中和背景下国内外废塑料裂解法回收进展,从废塑料裂解催化剂、废塑料裂解反应器、废塑料与其他固废共裂解三个方面对废塑料裂解技术进展进行总结,归纳了国内外塑料回收企业和石油石化企业在废塑料裂解回收方面的进展,分为裂解法制油和裂解法制化学品两个方面。阐明了废塑料回收在节约能源、碳减排和经济性方面的意义,指出国内废塑料裂解法回收存在法规缺失、废塑料分类不清晰、产业链条不完善、相关学术研究不深入等问题,提出国内石油石化企业应从全生命周期角度出发对废塑料进行裂解法回收处理,结合上下游产业链,分阶段实施废塑料裂解产油品路线和产化学品路线。     

中国化工废渣污染现状及资源化途径

对我国的化工废渣的现状进行了初步调查,发现废渣中包含大量金属,并对几种典型化工废渣（铬渣、砷渣、盐泥、汞渣、磷渣、含氰废渣和磷石膏）组成以及现有的资源化工艺进行了简要的介绍。同时认为化工废渣的无控制堆放,极易对周边的大气、水和土壤造成不可恢复的污染。最后对于化工废渣的可能的控制手段、存在的问题以及发展方向进行了论述,认为：对于化工废渣,在进行常规无害化处理,减少其对周围生态环境影响的基础上,应着重对其中的一些化工废渣（如废催化剂）提高其资源化利用技术含量,回收金属等有用物质,剩余骨料则可进行如水泥添加剂、铺路等低层次的资源化途径。