Abstrak
Benzena, toluena, dan xilena (BTX) saat ini diproduksi terutama melalui naphtha reforming yang membutuhkan banyak energi, dengan sekitar setengah dari hasil BTX digunakan untuk produksi plastik. Oleh karena itu, mengembangkan metode yang efisien untuk mengubah polietilena (PE)—plastik yang paling melimpah—menjadi BTX sangat penting untuk memajukan ekonomi sirkular dan mencapai netralitas karbon. Di sini, kami menyajikan proses katalitik satu langkah, bebas hidrogen, bebas logam mulia yang mengubah limbah PE menjadi BTX dengan hasil mendekati 59%, menggunakan katalis Ni-ZSM-5 yang tidak direduksi, mengungguli katalis zeolit berbasis logam mulia atau Ni yang dilaporkan sebelumnya. Konversi PE dan senyawa model rantai panjang melalui Ni-ZSM-5 menunjukkan jalur β-scission, sebagaimana dibuktikan oleh pembentukan isobutena yang menonjol—indikator β-scission yang mapan. Setelah penambahan Ni, energi aktivasi nyata untuk β-scission menurun secara signifikan, yang menunjukkan bahwa keasaman Lewis yang diinduksi Ni mendorong pembentukan ion karbenium melalui abstraksi hidrida, langkah kunci yang memulai β-scission. Hal ini mempercepat pemecahan PE menjadi zat antara yang lebih kecil, yang mudah berdifusi ke dalam mikropori ZSM-5 untuk aromatisasi lebih lanjut.
Menuju netralitas karbon: Daur ulang polietilena menjadi BTX dalam satu tahap menggunakan katalis Ni-ZSM-5
