铜封装硅纳米片/氯铝酸盐离子液体体系实现聚烯烃太阳能热催化升级回收

为解决塑料污染这一全球性问题，研究人员开发了一种基于铜纳米颗粒封装二维硅材料（2D Si）的太阳能热催化系统，在氯铝酸盐离子液体溶剂中，仅需55°C温和温度（4倍太阳光照射）即可将聚乙烯高效转化为C3 –C7 烷烃和C8 –C26 环烃（总收率91%）。该技术通过β-断裂和快速环化机制实现聚烯烃废弃物升级回收，兼具经济性与环境友好性。

　　

塑料废弃物累积已成为全球性挑战。这项研究创新性地构建了由二维硅(2D Si)封装铜纳米颗粒(Cu NPs)的光热催化系统，在氯铝酸盐离子液体(AlCl₃
-based ionic liquid)介质中，仅需4倍太阳光辐照产生的55°C低温环境，即可实现聚乙烯(PE)的高效转化。与传统热解技术不同，该系统能在数小时内将PE完全转化为可分离的轻质烷烃(C₃
–C₇
)和环状烃类(C₈
–C₂₆
)，总产物收率达91%。

机理研究表明，该过程通过两次碳碳键β-断裂(β-scission)和快速环化(cyclization)路径实现分子重构。该技术对实际聚烯烃废弃物(如PP、PS等)同样适用，户外实验验证了其工程可行性。经济性分析显示，基于该技术的升级回收工厂兼具环境效益与商业价值——相比传统方法，能耗降低80%的同时，产物附加值提升3倍。这种"阳光驱动、低温高效"的策略为塑料循环经济提供了新范式。