高度极性的反应环境强烈地增加了非离子反应物的标准化学势和反应活性,并稳定了碳离子的过渡态,从而降低了耦合反应的整体自由能势垒,并显著地增强了反应活性。基于此,慕尼黑工业大学JohannesA.Lercher教授、慕尼黑工业大学/华东师范大学刘玥教授以及Zhang Wei等结合裂解烷基化和极性定制反应物环境的并行串联催化,报告了一种将废弃聚烯烃和异蜡催化升级为汽油范围烷烃的单级策略,该工艺使废聚乙烯在70°C完全转化为液态烷烃(C6-C10),使在Lewis酸性氯铝酸盐离子液体上的塑料升级循环成为可能。离子液体中高浓度的离子除了具有生成活性位的作用外,还对聚烯烃在低温下的高转化率起着关键作用;它不仅稳定了碳离子作为中间体,决定了裂解-烷基化反应的整体反应速率,还便于从反应介质中分离非极性烷烃产物。论文以《Low-temperature upcycling of polyolefins into liquid alkanes via tandem cracking-alkylation》题发表在Science上。
酸性氯铝酸盐基离子液体作为新兴的烷基化催化剂已经在雪佛龙的盐湖城炼油厂和中国石油天然气集团公司的石蜡烷基化过程中得到了工业应用,证明了催化剂的稳定性。因此,这种升级循环策略不仅可以在新设计的工厂中迅速实施,而且可以在现有的炼油技术中迅速实施。在提出的级联裂解-烷基化中,通过聚烯烃裂解同步释放烯烃,从概念上讲,可以更好地控制产物分布,并最大限度地减少红油废物的形成,使聚烯烃成为精制烷基化的潜在原料。 参考文献https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade7485Wei Zhang et al. Low-temperature upcycling of polyolefins into liquidalkanes via tandem cracking-alkylation.Science 379, 807–811 (2023).DOI:10.1126/science.ade7485