《化学试剂》青年编委王路辉等：常压条件下NiO/Al₂O₃催化剂对聚丙烯解聚反应的催化效果研究
塑料因其优异性能被广泛应用于日常生活和工业领域，但废弃塑料的不合理处理已成为全球性环境问题。聚丙烯（PP）作为使用量最大的热塑性塑料，其废弃物的堆积对环境构成重大威胁。传统PP解聚技术多依赖高温高压条件，导致能源消耗高且工艺复杂。近年来，开发绿色高效的催化解聚技术在常压和温和条件下将PP转化为低分子量烃类化合物，已成为解决塑料污染和实现资源化利用的研究热点。镍基催化剂因其优异的催化性能和低成本，在烃类转化中备受关注。然而，现有研究在温和常压条件下对Ni基催化剂的性能及机理探讨尚显不足。
1.通过浸渍法制备NiO/Al₂O₃催化剂，系统评估其在PP解聚中的性能和机理。
2. 1%NiO/Al₂O₃在340 °C常压条件下表现出液相产物收率高达35%，其中C5～C12低碳数烃类占比80%。研究表明，NiO的高分散性、优化的酸性位点分布及活性金属氧化态是催化性能提升的关键。
3.为开发绿色高效的PP废弃物资源化技术提供了理论支持和新思路，同时推动了可持续解聚技术的发展。1.2 NiO/Al2O3催化剂制备
1.3 催化剂表征
1.4 催化剂测试
2.1.1 氮气吸脱附分析
通过低温氮气物理吸附测试对催化剂的介孔结构、比表面积和平均孔径进行了表征，测试结果如图 1 所示。2.1.2 TEM分析
通过透射电镜（TEM）对催化剂的结构形貌进行表征，结果如图2所示。由图2可知，NiO/Al2O3催化剂形成了多孔的基底，它是由不规则的Al2O3纳米粒子堆积而成。同时介孔结构为Ni颗粒的负载提供了空间。2.1.3 XRD测试
图3显示了催化剂的XRD图谱。纯Al₂O₃载体的图谱中可以观察到清晰的衍射峰，这些峰归属于γ-Al₂O₃，显示出典型的γ相特征。较高的峰强度表明Al₂O₃载体具有良好的结晶度。2.1.4 NH3-TPD测试
图4展示了不同催化剂的NH₃-TPD曲线。Al₂O₃表现出明显的弱酸性峰，表明其表面具有丰富的弱酸性位点。负载NiO后，弱酸性位点的脱附量显著减少，这表明部分酸性位点被NiO覆盖，导致整体酸性减弱。2.1.5 H₂-TPR测试
图5展示了催化剂在程序升温还原过程中的还原行为。对于1% NiO/Al₂O₃催化剂，主要在400 ~500 ℃区间出现一个峰，该峰归因于金属与载体之间中等强度相互作用的影响；在650 ~800 ℃区间出现另一个峰，该峰则主要由金属与载体之间的强相互作用导致。
2.1.6 X射线电子能谱分析
通过XPS分析表征了表面Ni的化学状态，结果如图6所示。对于NiO/Al₂O₃样品，Ni 2p峰的分解和拟合结果表明，镍以NiO（结合能BE = 854.9 eV）和与载体具有强相互作用的Ni²⁺（BE = 856.8 eV）两种形式存在[17]，其中NiO占观察物种的比例为52%。
2.2.1 不同催化剂解聚反应产率及产物分布
聚丙烯解聚反应在340 ℃条件下进行，反应时间为8 h，搅拌转速为200 r/min，通入氮气流量为15 mL/min，聚丙烯投料量为5 g，催化剂用量为0.25 g。2.2.2 不同温度下解聚反应产率及产物分布
聚丙烯解聚反应分别在320、340和360 ℃下进行，反应时间为8 h，搅拌转速为200 r/min，氮气流量为15 mL/min，聚丙烯投料量为5 g，催化剂为1%NiO/Al₂O₃，用量为0.25 g。本文采用浸渍法制备了Ni/ Al₂O₃催化剂，并对其进行聚丙烯解聚反应活性测试。重点研究了优化催化剂的设计和调控，实现聚丙烯在常压条件下的高效解聚。主要结论如下：1%NiO/Al₂O₃催化剂在PP解聚反应中表现出最优性能，其液相产物选择性较高，总产率显著优于1%Ni/Al₂O₃和纯Al₂O₃催化剂。这表明NiO的引入显著提升了催化剂的解聚效率和产物分布的调控能力。通过表征发现，NiO的高分散性、适宜的酸性位点强度和分布，以及活性金属氧化态（Ni²⁺）的存在，是催化剂高效解聚性能的主要原因。本研究证明了在温和常压条件下通过优化催化剂设计，可以实现PP的高效资源化利用，为开发环境友好的聚丙烯解聚催化剂提供了新思路。
