近日，华东理工大学化工学院催化反应工程团队和明升中国app院上海高等研究院合作，在芳香塑料定向催化氢解制备三苯研究领域取得新进展。相关成果以热点文章在《德国应用明升手机》上发表。

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中间物吸附构型对PET氢解反应路径调控。华东理工大学供图

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）在全球塑料产量中位居第四，是重要的芳香塑料。PET是由石油基的芳香单体通过缩聚生成，其经明升手机回收能制备重要有机化工原料苯、甲苯、二甲苯（三苯）。该过程中的产物分布和反应路径调控高度依赖于催化剂结构与性质，目前仍然面临产物分布广、芳烃收率低等问题。因此，发展PET高值明升手机回用的低碳技术，对解决环境和能源问题至关重要。

研究团队以二氧化钛为载体，通过改变活性金属钌的负载量，制备了具有不同钌配位环境的二氧化钛负载钌基（Ru/TiO₂）催化剂。球差电镜和X射线吸收精细结构谱分析结果表明，制得的系列钌基催化剂中10%Ru/TiO₂以高配位钌位点为主，而0.5%Ru/TiO₂以低配位点为主。催化性能测试结果表明，钌配位环境显著影响了PET氢解制三苯的收率，平均配位数为5.0左右的0.5%Ru/TiO₂上能够获得较高的三苯收率（77%），而高配位数的Ru/TiO₂上氢解过程会形成更多的气体和加氢饱和产物。

同位素示踪实验和密度泛函理论计算结果表明，PET氢解中间物种在低配位位点钌上更倾向于“直立”吸附，而在高配位位点钌上更倾向于“平躺”吸附。其中，“直立”吸附构型能够抑制苯环加氢及开环副反应，进而促进三苯生成。

针对PET催化氢解制备三苯问题，研究团队通过解耦钌基催化剂的几何效应和载体效应，阐明了钌配位环境对PET氢解中间物种吸附构型的影响规律，揭示了中间物种吸附构型对PET氢解反应路径的调控机制，并基于此精确调控钌基催化剂的配位环境，实现了PET定向氢解制备目标产物三苯。以上研究为芳香塑料氢解高效催化剂设计提供了一种新策略。

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