【南林新闻中心讯】近日，蒋剑春院士团队在国际顶级期刊《Nature Energy》（影响因子 60.1）发表了题为“Ambient-pressure conversion of plastic waste to jet fuel cycloalkanes by tandem hydropyrolysis and vapour-phase hydrogenation”的研究成果（论文链接：https://doi.org/10.1038/s41560-026-02078-7）。我校首次以第一完成单位在该期刊发表研究论文，化学工程学院青年教授、博士生导师王佳为论文第一作者，蒋剑春院士为责任通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金项目的资助。

面向先进航空装备热管理与航空燃料低碳化需求，发展兼具燃烧性能与热管理潜力的高热沉低碳航空燃料，已成为新型航油分子设计的重要方向。将废塑料定向转化为航油范围环烷烃，可为塑料污染治理和高附加值低碳燃料供给提供协同路径。然而，该转化过程涉及高温断链、气相中间体输运与低温加氢饱和的连续耦合，关键在于如何协调不同反应区的温度窗口、物质输运和界面供氢过程，实现中间体通量与界面加氢速率的有效匹配。现有塑料氢解路线通常依赖约 3 MPa 氢气压力和长达 144 h 反应时间，过程效率与工程适用性仍受到明显限制。

针对上述瓶颈，本研究从工艺流程组织和催化界面传质两个层面构建短流程连续转化体系。在体系层面，将高温塑料断链与低温芳香中间体加氢分区组织，使热解气相中间体不经冷凝直接进入下游加氢区，减少相变、再加热和高压加氢带来的能量损失，并降低传统多相加氢过程中的传质阻力；在催化界面层面，构筑层状二维钴铝氧化物负载 Ru 单原子催化材料，利用开放表面和近程扩散界面强化氢气与芳香中间体向活性位点的传递。该体系实现了反应热分布、中间体通量与界面加氢速率的有效匹配，在常压下将聚苯乙烯转化为 59.4 wt% 环烷烃。同时，该策略适用于混合塑料等复杂原料，航油范围烃类产率超过 82 wt%。燃烧性能、生命周期评价和技术经济分析进一步表明，所得环烷烃具备良好的燃烧适用性，温室气体排放较石油基航油降低 73%，最低燃料销售价格接近传统航油，显示出面向低碳航空燃料和空天装备热管理燃料的应用潜力。