毕业时间：2026年6月（硕士）

毕业去向：中石油工程建设公司华北分公司

导师：张霖宙 教授； 史权 教授

学科专业：化学工程与技术

研究方向：新能源化工

 

学位论文题目

聚丙烯热解及催化热解制烯烃和芳烃的分子转化规律

Molecular Conversion Patterns in the Pyrolysis and Catalytic Pyrolysis of Polypropylene to Produce Olefins and Aromatics

 

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，显著提高了高附加值轻质芳烃组分的选择性。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。

关键词：聚丙烯；烯烃；轻质芳烃；热解；高分辨质谱

 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