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新技術將二氧化碳變高值化“寶貝”
http://www.qwhkor.live 2019-11-27 09:51:23 科技日報
填料網】訊

  提及二氧化碳(CO2),一般人們認為它如同廢柴,不僅沒多大用處,還是破壞氣候、導致全球變暖的罪魁禍首之一。迄今科研人員想了很多辦法對付它,將其囚禁(固化封存)、打進水牢(鉆入海底)等。然而,在中國科學院過程工程研究所研究員張香平眼里,CO2可是上好的原材料,價廉、易得。十幾年來,她所在的離子液體團隊,在張鎖江院士的帶領下,一直琢磨如何高效轉化利用CO2,讓其變廢為寶。

  對付固執家伙,派活躍分子當“說客”

  CO2利用是全球重大戰略問題。歐盟2016年6月啟動計劃將CO2利用作為重大研究方向;日本制定了CO2利用規劃路線圖;我國國家發改委、能源局在《行動計劃》中將其列為重點攻關任務。但是,由于CO2分子存在不易活化、反應路徑復雜、產品選擇性低等問題,其活化轉化已成為國際公認的科學難題之一。

  “CO2是空氣中常見的化合物,將其轉化利用并非易事。我們知道,CO2分子是由兩個氧原子與一個碳原子通過穩固的雙鍵連接而成,要想一下子‘敲’開它們之間緊密鏈接的碳氧雙鍵,將其還原成氧和碳,是相當費勁的。”張香平在接受科技日報記者采訪時說。

  張香平進一步解釋道,CO2直接進行斷鍵活化,需要在高溫、高壓下才能進行,但如果能找到其他的活躍分子去當“說客”,比如環氧化合物,則可以誘導CO2的活化,使其轉化更加容易。除此之外,還需要增加一個“媒介”,即合適的催化劑,促使CO2高效轉化。

  十年來,經過不知多少次的實驗摸索,研究團隊逐漸找到不辱使命的得力“干將”——多活性位點協同作用的離子液體催化劑,其不僅可活化CO2雙鍵,還可讓與之反應的環氧乙烷(EO)變得活躍而更加容易開環,這樣CO2和EO在一起,即可發生反應合成重要的化工原料碳酸乙烯酯等。

  張香平指出,進一步通過化學鍵鏈負載,團隊成功地制備出了固載化離子液體催化劑,避免了采用均相催化劑易于流失失活、催化劑回收困難和能耗高、影響產品質量等難題。

  妙招迭出,為高效利用提升價值

  既已開發出高效催化劑,還需要與之匹配的反應器,提供適宜發生反應的場所。(華凌)

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