新技术可将二氧化碳高效利用提升价值
全媒体网讯 说起二氧化碳CO2,可能多数人首先想到的就是温室效应,破坏气候。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。
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。
张香平表示,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。
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