近日，能源与动力工程学院洪文鹏教授团队姜海峰副教授与嘉兴大学宋嘉兴老师团队合作，在航空燃料替代组分制取研究中取得重要进展，相关研究“Fe/Co-Layered hydroxide-derived mixed metal oxides for efficient conversion of polystyrene to sustainable aviation fuel substitute components under CO₂ mediation”于2025年4月1日在线发表在材料科学领域国际顶尖期刊《Chemical Engineering Journal》上。我院姜海峰副教授为第一通讯作者，宋嘉兴老师为共同通讯作者。

塑料废弃物的高效资源化利用及能源可持续发展已成为国际社会关注的焦点，利用催化热解技术将塑料转化为航空燃料替代组分在缓解化石资源枯竭和环境污染问题等方面具有重要意义。该研究采用水热-煅烧法制备了层状氢氧化物衍生的混合金属氧化物催化剂（LDO），以N₂和CO₂为热解气氛，系统探究了催化剂种类对热解产物分布的影响规律，重点阐述了CO₂与催化剂的协同作用机制对塑料热解路径的调控效应，为制备可持续航空燃料组分提供理论依据与技术支撑。

该研究制备的CoAl-LDO和FeCoAl-LDO催化剂呈现出典型的片状结构，并且尺寸均匀，分散性良好。此外，所有催化剂均呈现出典型的IV型等温线，并伴有H3型滞后环，这表明存在由层状颗粒堆积形成的介孔结构，为提升塑料的催化热解性能奠定了基础。FeCoAl-LDO催化剂富含的中强碱性位点促进聚苯乙烯分子活化，促使聚合物主链发生选择性断裂生成短链芳烃类化合物。此外，CO₂气氛可以被碱性位点活化并还原为自由基阴离子，自由基阴离子与碱性位点的共同作用进一步促进了C-C键的断裂，使单环芳烃的相对含量增加至73.32%。

图1 CO₂介导催化剂驱动塑料热转换制取航空燃料组分效果

该研究重点研究了CO₂介导下层状金属氧化物驱动废塑料热解制备航空燃料替代组分的方法，为实现塑料热解选择性制备可持续航空燃料组分提供了重要支持。

图2航空燃料替代组分制取反应路径

原文链接：doi.org/10.1016/j.cej.2025.161258.

来源：能源与动力工程学院

初审：张 伟

复审：曹瑞峰

终审：李金韦