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环己醇是尼龙-6和尼龙-66等聚酰胺材料的关键前体，全球市场规模预计将从2023年的115亿美元增长至2032年的189亿美元。然而，传统工业生产高度依赖化石燃料路线：从原油催化重整制得苯，再经高压加氢生成环己烷，最后通过部分氧化反应得到环己醇。这一路径不仅步骤冗长、能耗巨大，更面临一个根本性的技术瓶颈——环己烷氧化步骤需在约2兆帕高压下进行，单程转化率却不足5%，导致大量原料循环、碳排放居高不下。与此同时，全球每年产生数千万吨塑料废弃物，其中聚碳酸酯（PC）富含氧元素和芳香结构，本可作为潜在的化学原料，但传统回收技术往往将其彻底脱氧转化为低级烃类，造成原子经济性的巨大浪费。如何在温和条件下将塑料废弃物中的氧功能团"变废为宝"，直接转化为高附加值含氧化学品，成为绿色化学与循环经济领域亟待解决的科学难题。

南京林业大学蒋剑春院士、清华大学王定胜教授和张泽栋博士、加州大学伯克利分校Shule Wang（共同通讯作者）等人提出了一种"以废制宝"的双原子催化策略，巧妙利用聚碳酸酯塑料自身的氧原子作为羟基来源，跳过传统氧化步骤，直接将塑料垃圾转化为环己醇。研究团队设计了一种钌-镧双原子催化剂（RuLa-DA），通过氢溢流机制实现温和条件下的高效加氢。该工艺采用两段式固定床反应器：第一段在550°C下将塑料热解为酚类中间体，第二段在200°C、仅0.25兆帕的低压下完成气相加氢，整个流程仅需4.2秒停留时间。实验结果显示，环己醇产率达69.9%，选择性超过95%，且催化剂在100次循环后性能稳定。生命周期评估表明，相比传统石油路线，该技术可减少三倍碳排放并降低35%生产成本，为塑料升级再造和低碳化工开辟了切实可行的原子经济新路径。

图1.比较传统化石燃料和短流量废物制备环己醇路线

图2. CoAl混合氧化物上RuLa-DA催化剂的结构表征

图3. RuLa-DA催化剂中Ru和La的电子结构和配位环境

图4.废PC在不同催化剂上的气相加氢

图5. RuLa-DA催化剂上的双中心氢活化和溢出机理

本研究开发了一种RuLa双原子催化剂，通过串联氢解-气相加氢工艺实现了聚碳酸酯废弃物向环己醇的高效转化，产率达69.9%、选择性超过95%，在100次循环中保持性能稳定。该策略巧妙利用塑料自身的氧官能团作为羟基来源，完全规避了传统环己烷氧化工艺中高压低效的瓶颈，将碳排放降低三倍、生产成本减少35%。从学术层面看，这项工作揭示了双原子位点协同氢溢流机制——钌负责氢气活化与芳环吸附，镧作为氢 relay 促进氢物种迁移——为设计高效单原子催化体系提供了新范式；从应用角度，该技术为富氧塑料废弃物的原子经济性升级再造开辟了新途径，契合循环化学与低碳制造的战略需求。未来研究可进一步拓展至其他含氧聚合物体系（如PET、PU），开发连续流工业化装置，并探索可再生能源驱动的绿氢耦合工艺，以推动塑料循环经济从实验室走向规模化产业应用。

Selective Upcycling of Polycarbonate Waste to Cyclohexanol via RuLa Dual-Atom Catalysis. Angew. Chem. Int. Ed., 2026, https://doi.org/10.1002/anie.202524681.