硕士论文：聚丙烯热解及催化热解制烯烃和芳烃的分子转化规律

个人简介

自2023年加入课题组，硕士研究生师从张霖宙教授和史权教授，于2026年5月完成学位答辩。硕士期间以第一作者身份发表了一篇学术论文，获得比亚迪奖学金和优秀学生干部荣誉称号。

兴趣爱好（必填）：摄影、骑行

 硕士论文主要工作

(1) 以聚丙烯（PP） 为原料，在锡浴加热反应器中开展200- 500 °C下的热解实验，系统研究热解产物分布及分子组成随温度变化的反应规律。采用 Ag+络合 ESI Orbitrap MS 技术，结合 GC-MS、GC×GC、1H NMR 和 FTIR 等多种分析手段，重点解析热解油中烯烃和芳烃的分子分布特征及其演化路径，探讨PP热解过程中从烯烃生成到芳构化的分子转化机制。

(2)在高温高压反应釜中构建热解与催化热解对比实验体系，系统考察HZSM-5 分子筛对PP热解产物分子分布的调控作用，揭示催化热解过程中大分子链断链、环化、芳构化等关键反应的分子转化机制，明确PP热解与催化热解路径的不同，阐明 HZSM-5 分子筛催化热解过程中产物分子分布的转化规律与调控机制，为PP废塑料热化学转化制烯烃、芳烃技术的工艺优化提供分子层面的理论支撑和实验依据。

 硕士论文摘要

聚烯烃类塑料因综合性能优异、加工便捷，成为目前产量与消费量最大的塑料品类，其中聚丙烯（PP）更是广泛应用于包装、汽车、建筑等诸多领域，但其大量使用也导致废聚烯烃类塑料成为当前固废体系中占比最高的废塑料品类。此类废塑料结构稳定、难降解，传统填埋、焚烧等处置方式易引发二次污染，高效资源化回收难度大。热解及催化热解技术为废聚烯烃类塑料的高值化转化提供了可持续路径，且能缓解化石能源紧缺的问题，成为当前研究热点。

聚烯烃热解/催化热解是典型的复杂分子反应体系，涉及大量的分子及其复杂转化路径，产物可以是燃料、芳烃、烯烃等，从分子水平解析聚烯烃大分子到燃料或化学品分子的转化路径和机制，为产物分布的精准调控提供基础理论和数据， 是推动该技术走向规模化生成的化工基础。为此，本文以 PP为原料，通过锡浴反应装置开展热解实验，结合高温模拟蒸馏、核磁共振氢谱（¹H NMR）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、气相色谱质谱联用（GC-MS）、全二维气相色谱 （GC×GC）及 Ag⁺络合高分辨质谱（HR MS）等技术，系统表征了不同温度下 PP 热解气、液、固三相产物的分布及分子组成，探究了温度对 PP 热解产物变化及 分子转化路径的调控机制；并基于热解产物分布特征选取 HZSM-5 分子筛为催化剂，通过高温高压反应釜开展 PP 非催化热解与催化热解体系对比实验，探究 HZSM-5 分子筛对 PP 热解产物分布的调控作用，结果表明，HZSM-5 分子筛的酸性位点可显著调控 PP 热解反应进程，有效促进氢转移与芳构化反应， 360℃时即形成了双键当量（DBE）为 4、5 和 7 的芳烃富集。

本研究揭示了封闭体系下 PP热解和在 HZSM-5分子筛作用下催化热解的分子 转化规律，明确了热解油中大分子烯烃所具有的三碳重复单元分布特征，利用 HZSM-5 分子筛推动烯烃定向转化为 C2-C4烷基苯、烷基萘等高附加值产物，对比 了热解与催化热解反应路径的不同。上述研究为废弃聚丙烯的资源化与高值化利 用提供了重要的理论依据与实验支撑，对热解过程的工艺优化及热解产物的后续 加工利用具有重要的指导意义。

硕士期间发表论文：

1) Yan Zhang, Yaqi Wang, Zhengyu Chen, Quan Shi, Linzhou Zhang. Molecular conversion of polypropylene pyrolysis revealed by Ag+ complexation ESI Orbitrap MS. Fuel, 2025, 400: 135814.

 个人荣誉

1）2025年12月获比亚迪奖学金、优秀学生干部

2）2023年5月获山东省优秀毕业生

3）2022年12月获山东省优秀学生、国家励志奖学金

4）2021年12月获山东省政府奖学金