Non-thermal plasma-assisted rapid hydrogenolysis of polystyrene to high yield ethylene.
Non-thermal plasma-assisted rapid hydrogenolysis of polystyrene to high yield ethylene.
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DOI：
10.1038/s41467-022-28563-7
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发表时间：
2022-02-16
影响因子：
16.6
通讯作者：
Peng Z
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yao L;King J;Wu D;Ma J;Li J;Xie R;Chuang SSC;Miyoshi T;Peng Z
不断增长的塑料生产和塑料废物积累引起的担忧刺激了对废塑料化学回收/增值的需求。目前的方法存在反应条件苛刻和反应时间长的问题。在本文中，我们展示了一种用于在环境温度和大气压下快速氢解聚苯乙烯（PS）的非热等离子体辅助方法，在约10分钟内产生高产率（>40重量%）的C1-C3烃，并且乙烯是主要气体产物（乙烯的选择性，SC2 H4> 70%）。高活性氢等离子体能在温和的条件下有效地破坏聚合物中的键并引发氢解反应，这是反应动力学快速的原因。还证明了使用该方法的消费后PS材料的有效氢解，这表明了一种有前途的方法，用于从塑料材料中快速检索小分子烃模块，以及在复杂条件下处理废塑料的良好能力。目前的回收方法存在反应条件苛刻和反应时间长的问题。在这里，作者展示了一种在环境温度和大气压下快速氢解聚苯乙烯的非热等离子体辅助方法，产生高产率（>40重量%）的C1-C3烃。
The evergrowing plastic production and the caused concerns of plastic waste accumulation have stimulated the need for waste plastic chemical recycling/valorization. Current methods suffer from harsh reaction conditions and long reaction time. Herein we demonstrate a non-thermal plasma-assisted method for rapid hydrogenolysis of polystyrene (PS) at ambient temperature and atmospheric pressure, generating high yield (>40 wt%) of C1–C3 hydrocarbons and ethylene being the dominant gas product (Selectivity of ethylene, SC2H4 > 70%) within ~10 min. The fast reaction kinetics is attributed to highly active hydrogen plasma, which can effectively break bonds in polymer and initiate hydrogenolysis under mild condition. Efficient hydrogenolysis of post-consumer PS materials using this method is also demonstrated, suggesting a promising approach for fast retrieval of small molecular hydrocarbon modules from plastic materials as well as a good capability to process waste plastics in complicated conditions. Current recycling methods suffer from harsh reaction conditions and long reaction times. Here the authors show a non-thermal plasma-assisted method for rapid hydrogenolysis of polystyrene at ambient temperature and atmospheric pressure, generating high yield (>40 wt%) of C1–C3 hydrocarbons.
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