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新技术将二氧化碳变高值化“宝贝”
2019-10-11 08:25:41 来源: 科技日报
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  提及二氧化碳(CO2),一般人们认为它如同废柴,不仅没多大用处,还是破坏气候、导致全球变暖的罪魁祸首之一。迄今科研人员想了很多办法对付它,将其囚禁(固化封存)、打进水牢(钻入海底)等。然而,在中国科学院过程工程研究所研究员张香平眼里,CO2可是上好的原材料,价廉、易得。十几年来,她所在的离子液体团队,在张锁江院士的带领下,一直琢磨如何高效转化利用CO2,让其变废为宝。

  对付固执家伙,派活跃分子当“说客”

  CO2利用是全球重大战略问题。欧盟2016年6月启动计划将CO2利用作为重大研究方向;日本制定了CO2利用规划路线图;我国国家发改委、能源局在《行动计划》中将其列为重点攻关任务。但是,由于CO2分子存在不易活化、反应路径复杂、产品选择性低等问题,其活化转化已成为国际公认的科学难题之一。

  “CO2是空气中常见的化合物,将其转化利用并非易事。我们知道,CO2分子是由两个氧原子与一个碳原子通过稳固的双键连接而成,要想一下子‘敲’开它们之间紧密链接的碳氧双键,将其还原成氧和碳,是相当费劲的。”张香平在接受科技日报记者采访时说。

  张香平进一步解释道,CO2直接进行断键活化,需要在高温、高压下才能进行,但如果能找到其他的活跃分子去当“说客”,比如环氧化合物,则可以诱导CO2的活化,使其转化更加容易。除此之外,还需要增加一个“媒介”,即合适的催化剂,促使CO2高效转化。

  十年来,经过不知多少次的实验摸索,研究团队逐渐找到不辱使命的得力“干将”——多活性位点协同作用的离子液体催化剂,其不仅可活化CO2双键,还可让与之反应的环氧乙烷(EO)变得活跃而更加容易开环,这样CO2和EO在一起,即可发生反应合成重要的化工原料碳酸乙烯酯等。

  张香平指出,进一步通过化学键链负载,团队成功地制备出了固载化离子液体催化剂,避免了采用均相催化剂易于流失失活、催化剂回收困难和能耗高、影响产品质量等难题。

  妙招迭出,为高效利用提升价值

  既已开发出高效催化剂,还需要与之匹配的反应器,提供适宜发生反应的场所。(华 凌)

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【纠错】 责任编辑: 索炜
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