废弃塑料的资源化利用是推进绿色低碳循环发展的重要举措。聚乙烯是全球需求量最多的通用塑料，每年消费量超过1亿吨。氢解可将聚乙烯选择性转化为高值液体燃料和化学品，但往往需要在较高的氢气压力下进行 。

近日，化工系牛志强课题组在废旧塑料催化升级回收领域取得重要进展，在低氢气压力甚至常压条件下，将废弃聚乙烯（PE）高选择性地转化为液体燃料、蜡和基础油，提出并验证了“绿氢+废塑料=液体燃料”的分散式资源升级回收路线（图1）。

图1. 废弃聚烯烃低压氢解制备液体燃料

聚乙烯氢解通常需要高压氢气才能避免低值产物甲烷的产生。通过对烷烃氢解反应路径的分析，牛志强课题组提出了控制产物选择性的新策略（图2）：在贫氢条件下，可通过抑制连续C-C键断裂来减少甲烷产量。基于上述分析，牛志强课题组设计并开发了RuPt稀合金催化剂，通过Pt原子稀释催化剂表面的Ru位点，减缓了氢解过程中C-C键的二次断裂，提高了氢解产物中高值长链烷烃的选择性。此催化剂可以在低氢气压力甚至常压条件下，实现对聚乙烯的高选择性升级转化。

图2. 氢解反应路径与催化剂设计思路

相关成果以“Polyethylene hydrogenolysis by dilute RuPt alloy to achieve H₂-pressure-independent low methane selectivity”为题发表在学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）上。

论文第一作者为清华大学化工系2021级博士生胡琪琨。通讯作者为清华大学化工系牛志强副教授。该研究工作得到了北京市自然科学基金、国家自然科学基金的支持。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-024-54786-x