O Aprisionamento de Entropia Promove a Atividade de Hidrogenólise para A Upcycling do Polietileno

O upcycling químico que catalisa plásticos residuais de volta a produtos químicos de alta pureza possui grande potencial na valorização de plásticos de fim de vida. Um dos principais desafios nesse processo são as limitações termodinâmicas impostas pela alta entropia intrínseca das cadeias poliméricas, que tornam sua adsorção em catalisadores desfavorável e o estado de transição instável. Aqui, superamos esse desafio induzindo a reação catalítica dentro de canais mesoporosos, que possuem uma forte capacidade de confinamento para as cadeias poliméricas, permitindo a estabilização do estado de transição. Essa abordagem envolve a síntese de catalisadores p-Ru/SBA, nos quais nanopartículas de Ru estão distribuídas uniformemente dentro dos canais de um suporte SBA-15, utilizando um método de impregnação preciso. O design exclusivo do catalisador p-Ru/SBA demonstrou melhorias significativas no desempenho catalítico para a conversão de polietileno em combustíveis líquidos de alto valor, particularmente diesel. O catalisador alcançou uma alta taxa de conversão sólida de 1106 g ⋅ gRu -1 ⋅ h-1 a 230 °C. Comparativamente, essa atividade catalítica é 4,9 vezes maior do que a de um catalisador controle, Ru/SiO2, e 14,0 vezes maior do que a de um catalisador comercial, Ru/C, a 240 °C. Essa notável atividade catalítica abre imensas oportunidades para o upcycling químico de plásticos residuais.