由于塑料使用方便且性能优异，它们已成为现代生产和生活中不可或缺的物品[1]。广泛使用的塑料产品是基于化石资源的石油基塑料[2]。一方面，塑料的广泛使用导致了废塑料管理不善的问题[3]；另一方面，由于石油基塑料的高分子量和聚合物稳定性，它们在自然环境中几乎不会降解，随着时间的推移会积累成大量的“白色污染”[4][5]。这两个因素使得废塑料逐渐对自然环境构成威胁。
目前，全球塑料经济的发展基本上是线性和单向的。生产及使用后，超过一半的塑料直接被当作废物处理，没有进行回收[6]。随着化石资源的枯竭和环境污染的加剧，研究人员试图通过塑料废物的升级和回收以及高值化利用，将塑料产业的线性经济转变为循环经济模式[7][8]。
化学回收是一种有前景的废塑料再利用方法[9]。通过热解、水热转化和气化，废塑料被分解成小分子或寡聚物，用作新的化学原料[10]。其中，废塑料的热解可以制备出可以直接替代传统石油资源的液体燃料，用于燃烧或进一步化学转化，显示出显著的经济效益，这引起了研究人员的广泛关注[11][12]。Miandad等人[13]研究了多种废塑料的热解特性，发现在相同反应条件下，不同类型塑料在450°C时的液体燃料油产率存在显著差异。Kumar等人[14]使用半批次反应器研究了高密度聚乙烯（HDPE）的热解，结果表明在550°C时，液体产率为79.08%，气体产率为24.75%，且没有固体残留物。此外，通过热解获得的燃料油具有与传统燃料（如汽油、煤油和柴油）相似的性质。Onwudili等人[15]研究了聚苯乙烯（PS）在300~500°C下的热解过程，液体油产率高达97%。在热解过程中引入催化剂可以有效降低废塑料化学键断裂的活化能，从而加速反应速率并改善液体燃料的化学和物理性质[16][17]。Sivagami等人[18]使用偏高岭土作为Al₂O₃来源合成了ZSM-5沸石催化剂，并在500°C的小反应器中对废混合塑料进行了催化热解，获得了最高的热解油产率70%。催化剂孔结构的调节可以提高液体燃料的选择性，避免过度裂解。Serrano等人[19]研究了层状ZSM-5催化剂在低密度聚乙烯（LDPE）热解中的作用，发现具有分级孔结构的催化剂增加了活性中心的数量，液体燃料产率可超过95%。此外，温度、停留时间和反应气氛对塑料热解产物的分布有显著影响[20][21][22]。
近年来，由于微波具有较高的加热速率、较小的热量损失、加热过程中污染少以及便于处理的工艺特点，微波辅助热解受到了越来越多的关注[23]。许多关于塑料微波热解特性的研究已经开展。塑料的微波吸收能力较弱，因此微波辅助热解通常依赖于微波吸收剂。微波吸收剂的类型和添加比例对塑料热解产物和产率有很大影响[24]。常用的微波吸收剂包括碳基材料、碳化硅、金属和金属氧化物。Fan等人[25]使用碳化硅作为微波吸收剂研究了PS的微波热解，结果表明随着温度的升高，油产率先增加，随后由于高温导致挥发性化合物的二次分解，油产率下降。Suriapparao等人[26]找到了废聚丙烯（PP）热解的最佳微波功率和吸收剂添加量，当微波功率为450 W时，油产率最高。Zhou等人[27]研究了HDPE的微波辅助热解，探讨了温度和催化对产物产率和组成的影响，结果表明热解温度越高，越有利于小分子的生成。在620°C的热解温度下，使用ZSM-5催化剂时，液体油产率为48.9%，气体产率为49%。总体而言，关于塑料微波辅助热解的研究主要集中在微波功率、微波吸收剂和温度对热解产物和产率的影响上。
总结来说，现有研究大多关注废塑料热解的产油特性。然而，PP中的碳和氢元素含量较高，而氧元素含量较低，因此在热解过程中转化为氢的潜力很大，其产氢特性也值得关注。特别是基于塑料微波热解的产氢研究相对较少。如图1所示，PP塑料制品在生活中随处可见。在本研究中，以PP颗粒为原料，使用Co₃O₄作为微波吸收剂和催化剂，实验探讨了微波功率、热解温度和Co₃O₄添加比例对塑料热解产氢特性的影响，为废塑料的高值化和资源化利用提供了参考。
