Disordered, Sub-Nanometer Ru Structures on CeO<sub>2</sub> are Highly Efficient and Selective Catalysts in Polymer Upcycling by Hydrogenolysis
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Notice bibliographique
Résumé
Nondegradable polyolefin plastics pose severe environmental threats and thus demand efficient upcycling technologies. In this work, we discovered that low-loading (≤0.25 wt %) Ru/CeO2 exhibits remarkable catalytic performance in the hydrogenolysis of polypropylene (PP), polyethylene (PE), and n-C16H34 that is superior to high-loading (≥0.5 wt %) Ru/CeO2. They possess high PP conversion efficiency (sevenfold increase over current literature reports), low selectivity toward undesired CH4, and good isomerization ability. In the low-loading range, the intrinsic activity of Ru in PP hydrogenolysis increases as the particle size decreases, opposite of the trend in the high-loading range. Detailed characterization revealed that the abrupt changes in catalytic behaviors coincide with Ru species transitioning from well-defined to highly disordered structures in the low-loading domain. The disordered Ru species were shown to be sub-nanometer in size and cationic. Mechanistically, the regioselectivity and the rate dependence on hydrogen pressure of C–C bond cleavage are different on low- and high-loading Ru/CeO2, both explained by the higher coverage of adsorbed hydrogen (*H) on low-loading Ru/CeO2. This work reveals the remarkable catalytic performance of highly disordered, sub-nanometer, cationic Ru species in polyolefin hydrogenolysis, opening immense opportunities to develop effective, selective, and versatile catalysts for plastic upcycling.
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Prédiction distillée sur la base complète
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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