你知道吗?二氧化碳是一种温室气体,过多的排放会导致全球变暖,给人类和自然带来严重的危害。但是,如果能够把二氧化碳转化为有用的物质,比如乙醇,那么就可以既减少碳排放,又创造经济价值。乙醇,俗称“酒精”,是一种重要的基础化学品,广泛应用于制造饮料、消毒剂、车用燃料等,并可转化为乙烯和下游高价值化工产品。
那么,如何把二氧化碳变成乙醇呢?这可不是一件容易的事情。目前,工业上一般采用粮食发酵法和煤基乙醇技术来制备乙醇。但这两种方法都有缺点:粮食发酵法会占用粮食资源,煤基乙醇工艺路线复杂,且制造过程中产生大量的二氧化碳。近年来,科学家们也开发了一些利用二氧化碳作为原料的方法,比如光催化、电催化和热催化等。但这些方法也存在效率低、选择性差、稳定性差等问题。
不过,最近,我国科研团队取得了突破性的进展。他们在国际上首次实现了二氧化碳在温和条件下一步近%转化为乙醇!这项研究成果发表在《美国化学会·催化》上。
这个科研团队来自江南大学化学与材料工程学院,由刘小浩教授领导。他们经过持续5年的攻关,创新性地采用结构封装法,构筑了纳米“蓄水”膜反应器。这种反应器的结构类似于一个胶囊,内部封装了双钯催化剂,外部覆盖了一层疏水膜。这样,反应器内部可以保持一个水环境,有利于稳定双钯活性位点;而反应器外部可以排出生成的乙醇,避免其与催化剂再次反应。
刘小浩教授介绍说,双钯催化剂具有独特的几何和电子结构,可以促进二氧化碳加氢定向生成单一高价值产物乙醇。在3MPa的压力和℃的温度下,该反应器可以实现二氧化碳近%选择性高效稳定转化为乙醇。而且,该反应器的合成工艺和反应路线简单,有大规模工业化应用前景。
这项研究不仅为二氧化碳资源化利用提供了新途径,也为解决全球能源和环境问题提供了新思路。刘小浩教授表示,他们未来将继续推进催化剂在实际应用过程的工业化放大以及与碳捕集和绿氢生产耦合实现二氧化碳资源的高价值利用。
我们相信,在科技的驱动下,人类可以把废弃物变成宝贵的资源,把污染物变成清洁的能源。我们也相信,在你我的努力下,我们可以共同保护我们赖以生存的地球。
正如一位名人所说:“我们没有从祖先那里继承地球,而是从子孙那里借来的。”让我们珍惜每一滴水、每一缕空气、每一颗种子、每一份爱。
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