納米催化劑可以提高聚乙烯的循環(huán)利用率

受細(xì)胞中大分子的酶解啟發(fā)，Ames實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家開發(fā)了一種納米結(jié)構(gòu)催化劑，可以通過選擇性加氫裂化將高密度聚乙烯(HDPE)和其他聚烯烴分解成窄餾分柴油和潤滑油。新開發(fā)的納米催化劑由鉑(Pt)核及周圍介孔二氧化硅納米顆粒形成的通道組成。長鏈聚合物可進(jìn)入二氧化硅孔道直達(dá)Pt核活性中心。催化劑孔道的結(jié)構(gòu)和尺寸能將納米顆粒固定住，將長鏈聚合物鏈斷裂成大小均勻的短鏈終端回收產(chǎn)品。

Ames實(shí)驗(yàn)室研究小組使用固態(tài)核磁共振(NMR)研究了聚合物鏈與催化劑之間的相互作用，結(jié)果表明，長鏈烴大分子很容易進(jìn)入催化劑的孔內(nèi)，但受聚合物與催化劑表面相互作用，不能自由離開。這種行為類似于生物大分子所經(jīng)歷的被“吸附和位移”的催化酶裂解過程(如DNA聚合酶，在連續(xù)催化反應(yīng)過程中，反應(yīng)物不會(huì)離開催化劑)。與此類似，在新的催化劑存在下，聚乙烯逐步加氫裂化，產(chǎn)生可調(diào)、穩(wěn)定、窄餾分的烷烴產(chǎn)品。有證據(jù)表明，對于同一分子，可進(jìn)行多次相同催化分解過程(逐次裂化成為窄餾分)。