图 废塑料高值化转化制备航油范围环烷烃工艺路线。（a）传统多相体系直接氢解和先热解后液相加氢的分步转化；（b）研究团队提出的短流程热解-气相加氢串联反应体系

　　在国家自然科学基金项目（批准号：52376195）资助下，南京林业大学林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心蒋剑春院士、王佳教授团队，在废塑料高值转化制备高热沉航空燃料方面取得进展。相关研究成果以“Ambient-pressure conversion of plastic waste to jet fuel cycloalkanes by tandem hydropyrolysis and vapour-phase hydrogenation”为题，2026年5月27日在线发表在《自然·能源》（Nature Energy）上。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41560-026-02078-7。

　　面向先进航空装备热管理与航空燃料低碳化需求，发展高性能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，可为废塑料资源循环利用与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。

　　研究团队围绕废塑料热解-加氢连续转化中的热质传递与界面反应匹配问题，从流程组织和催化界面两个尺度构建短流程转化体系。在流程层面，将高温塑料断链区与低温芳香中间体加氢区分区耦合，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、再加热和加压过程中的能量损失，并降低传统气-液-固多相加氢过程的传质阻力；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，通过金属-载体相互作用调控Ru位点局域电子结构，增强H₂活化与芳香中间体加氢能力，并依托二维开放表面缩短氢物种和芳香中间体的扩散距离，提高界面供氢与加氢反应的匹配效率。由此，该体系实现了反应热分布、中间体通量与界面加氢速率的协同匹配，在常压条件下将聚苯乙烯转化为 59.4 wt% 环烷烃，并可拓展至聚乙烯、聚丙烯及混合塑料等复杂原料，获得高收率航油范围烃类产物。燃烧性能、生命周期评价和技术经济分析进一步表明，所得环烷烃具有良好的点火与燃烧特性，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成本，并低于当前可持续航空燃料基准价格，显示出废塑料短流程连续转化制备低碳高性能航空燃料的应用潜力。