急剧增加的废弃塑料造成了严重的环境污染和资源浪费，亟需创新回收利用和升级转化技术。常规物理回收在一定程度上会降低塑料品质，而化学升级利用能够将聚烯烃等废塑料的大分子长链断裂成高附加值的燃料与化学品。

面对废塑料的高值化利用，中国科学院上海高等研究院王慧研究员和罗虎高级工程师团队，构建了基于非贵金属的催化转化策略（科学通报, 2025; Green Chem., 2025），实现了聚烯烃定向氢解制备C₈-C₁₆航空煤油组分（Catal. Sci. Technol., 2025）。同时，提出了废塑料升级利用制石脑油，经蒸汽裂解生产乙烯/丙烯单体，用于塑料再生，以实现废弃聚烯烃的闭环利用，推动塑料产业的绿色可持续发展（J. Am. Chem. Soc., 2023; CCS Chem., 2025）。

在此基础上，该团队进一步设计了分子筛限域的Ni@Beta催化剂，通过加氢裂化将聚烯烃高选择性地转化为石脑油，为废塑料的循环利用提供了新思路。研究成果以“Engineering porous Beta zeolite-encapsulated nickel catalyst for waste polyolefins upcycling”为题在线发表在Applied Catalysis B: Environment and Energy。

图1 废弃聚烯烃塑料经石脑油路线的升级利用

通过控制溶解-重结晶过程，在构建具有微介孔结构的Beta分子筛的同时，实现10%Ni纳米颗粒的封装。以聚烯烃为原料，在250 ^oC条件下，反应2 h，石脑油的收率达到88.0%，其中C₅-C₉烷烃的选择性达到了99.1%，性能超过了之前报道的贵金属催化剂。在反应过程中，微介孔连通的孔道结构和分子筛限域的Ni纳米颗粒模拟了串级酶催化机制，即聚烯烃长链在分子筛表面酸性位点上断裂为大分子片段，合适尺寸的碎片被选择性转移至介孔通道中，重复发生裂解过程并进一步被合适尺寸的微孔筛选，得到的小分子中间体在Ni位点完成加氢反应，从而高选择性地生成C₅-C₉石脑油产物。

图2 聚乙烯加氢裂化制石脑油示意图

该非贵金属催化体系能实现不同种类聚烯烃和真实废塑料的高效转化，并在相对温和（200 ^oC）条件下也体现出一定的适用性，展示了未来工业化应用的巨大潜力。相关研究工作获得了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院技术支撑人才和上海低碳技术创新功能型平台等多个项目的资助。

（图/文：罗虎、王慧）

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.125359