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回收廢塑料需要將塑料降解成小分子，但是各種產品廣泛使用傳統的方法解聚聚苯乙烯（PS），如催化熱解和氫解。

基于此，清華大學王定勝副教授、首都師范大學孫文明副教授、南京林業大學王佳副教授等人報道了一種N橋接Co, Ni雙原子（Co-N-Ni）催化劑，用于通過加壓串聯固定床反應器將廢棄PS塑料轉化為乙苯。Co-N-Ni催化劑的PS轉化率為95 wt%，乙苯產率為92 wt%，明顯優于相應的單原子催化劑，能夠降解真正的PS塑料。

通過DFT計算，作者研究了Co-N-Ni在苯乙烯加氫過程中優異性能的來源。作者推斷了活性位點的N₃-Co-N-Ni-N₃構型，并篩選了苯乙烯的許多初始吸附構型。根據苯乙烯在N₃-Co-N-Ni-N₃上最穩定的吸附構型，苯乙烯分子傾向于通過C=C鍵吸附在Co位點上，吸附能為-0.84 eV，而不是同時吸附在Co和Ni位點上，因此C=C基團原則上是氫化反應的活性基團中心。

Ni原子的存在以及Co和Ni原子之間的適當距離優化了苯乙烯的吸附構型，而苯乙烯在Co-N₄位點上的吸附能為-0.66 eV，不能有效吸附在Ni-N₄位點上。

此外，綜合第一和第二H原子的吸附位點和H原子的攻擊方向（α-C或β-C），存在兩種合理的反應路徑。在路徑I（紅色線）中，第一個H原子吸附在c-N上并攻擊β-C，第二個H原子吸附在d-N上，并加氫成α-C，過渡態的能壘分別為0.90和0.74 eV。

在路徑II（紫色線）中，第一個H原子吸附在d-N上并攻擊α-C，第二個H原子吸附在b-N上，并加氫成β-C，過渡態的能壘分別為0.12和0.80 eV。在N₃-Co-N-Ni-N₃位點的第一次加氫中存在一個小的能壘，反映了Co-N-Ni在苯乙烯加氫中的優勢。

Polystyrene Waste Thermochemical Hydrogenation to Ethylbenzene by a N-Bridged Co, Ni Dual-Atom Catalyst. J. Am. Chem. Soc., 2023, DOI: 10.1021/jacs.3c05184.

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?清華/首師大/南林JACS：Co-N-Ni催化聚苯乙烯廢料加氫制乙苯

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