单中心有机镍催化剂选择性氢解支化聚烯烃C–C键实现高效塑料升级回收

来自国际研究团队的最新成果：针对聚烯烃混合物结构相似导致的化学升级回收难题，研究人员开发出新型单中心镍催化剂AlS/NiIIH。该催化剂能特异性裂解支化C–C键，实现等规聚丙烯(iPP)与聚乙烯的高效分离，对含聚氯乙烯(PVC)的混合塑料同样有效，且可通过AlEt3处理再生。机理研究揭示了β-烷基转移和强烯烃结合的限速步骤，为复杂塑料废料处理提供新策略。

　　

这项突破性研究揭示了单中心有机镍催化剂在塑料升级回收中的独特优势。通过将Ni(COD)₂（COD为1,5-环辛二烯）化学吸附在布朗斯特酸性硫酸化氧化铝(AlS)上，研究人员制备出高亲电性Ni(I)预催化剂AlS/Ni(COD)₂，其在氢气条件下转化为具有催化活性的AlS/Ni^IIH。

这种催化体系展现出令人惊异的化学选择性——优先断裂支化聚烯烃中的C–C键，使得等规聚丙烯(iPP)能从与聚乙烯的混合物中高效分离。更引人注目的是，即使在与聚氯乙烯(PVC)的混合体系中，AlS/Ni^IIH仍保持优异的催化活性和选择性。催化剂的可持续性通过三乙基铝(AlEt₃)处理实现多次再生。

深入的机理研究结合密度泛函理论计算，描绘出一个关键的催化循环：β-烷基转移过程伴随着强烯烃结合，共同构成了反应的限速步骤。这些发现不仅为理解镍基催化剂的独特选择性提供了理论基础，更为处理日益严重的复杂塑料污染问题开辟了新途径。该技术有望实现塑料废弃物的精准分子级解构，推动循环经济发展。