诺奖级成就!全球首次实现温和条件下二氧化碳变乙醇

来源:新能荟时间:2023-05-19 09:35:38

二氧化碳在温和条件下转化为乙醇,如果能大规模应用在新能源和节能减排领域,将具有战略性的意义。


(相关资料图)

文/NE-SALON新能荟小编团

日前,二氧化碳排放已经引起了巨大的环境问题,如全球变暖、气候变化和海洋酸化等,严重危害人类的生存环境,减少碳排放已经被提上了日程。

近日,江南大学化学与材料工程学院刘小浩教授团队宣布了重要成果:二氧化碳可再在温和条件下转化为乙醇。相关成果以题为“Rationally Designed Water Enriched Nano Reactor for Stable CO2Hydrogenation with Near 100% Ethanol Selectivity over Diatomic Palladium Active Sites”发表在国际顶级催化期刊ACS Catalysis上。

乙醇是带有一个羟基的饱和一元醇,具有广泛用途,可用作溶剂、车用燃料、医疗用品、饮料,以及基本有机化工原料等。工业上一般采用粮食发酵法、合成法(乙烯水合)。但前者制备乙醇不可避免出现“与人争粮”的局面,而后者工艺路线复杂,并且制造过程中产生大量的二氧化碳。

但如果将二氧化碳直接转化称乙醇,那必定是前途无量,事实上,科学家已经开发了多种途径将二氧化碳转化为乙醇,比如光催化、电催化以及间歇釜热催化。但这些方法都过于繁琐,且需要的条件过于严苛,不易实现工业应用。相较于上述技术途径,在连续流固定床反应器中,由于便捷的物质流和能量流管理,更容易实现。但目前的技术无法实现可控精准增碳定向生成乙醇,易产生大量低价值的副产物。刘小浩教授的团队便在此基础上进行了改进。

该团队构筑了纳米“蓄水”膜反应器,合成的催化剂结构类似一个胶囊,内部封装二氧化铈载体分散的双钯催化剂。

据介绍,胶囊的壳层具有高选择性,疏水修饰后,保证内部生成的水富集而产物乙醇可以溢出。其中的水环境可以稳定双钯活性位点,该催化剂能够实现温和条件下(3MPa,240℃)二氧化碳近100%选择性高效稳定转化为乙醇,这项技术是全球首创。

收获如此重量级的科研成果,那背后的技术团队一定不简单。根据公开资料显示,刘小浩,男,1976生人,现在是江南大学化学与材料工程学院的教授,博士生导师,是工业催化学科带头人。2020年4月任化工学院智能材料与催化研究中心主任;2020年10月受聘为中国石油和化学工业联合会煤化工专业委员会专家。在他的带领下,其团队成果丰硕。

此前,还凭借创造性地构建Na调节的Fe-Ni双金属费托催化剂与HZSM-5分子筛耦合用于合成气(CO/H2)一步制轻质芳烃取得的重要进展,被国际顶级催化期刊ACS Catalysis作为封面文章报道

作为工业催化领域的专家,刘小浩表示:“催化剂合成工艺和催化反应路线简单,有大规模工业化应用前景。”

二氧化碳在温和条件下转化为乙醇,如果能大规模应用在新能源和节能减排领域,将具有战略性的意义。首先可以有效减少二氧化碳的含量,另外,将废弃的二氧化碳转化为乙醇可以实现碳的资源化利用,提高能源和化工领域的可持续发展。

在如今这个科技爆炸的时代,一项一项新技术的涌现如同春天的绚烂花朵,为我们呈现了一个美妙的画卷,为人类的未来带来了无限的希望和可能。

来源:NE-SALON新能荟G

原文标题 : 诺奖级成就!全球首次实现温和条件下二氧化碳变乙醇

关键词:

图文推荐

热门文字

标签

精彩赏析