江（jiāng）南大學實現（xiàn）二（èr）氧化碳一步合成乙醇

　　5月18日，從江南大學傳出消息，該校化學與材料工程學院劉小浩教授團隊實現了（le）二氧化碳(CO?)一步合成乙醇。相關研究成果發表於《美國（guó）化學會·催（cuī）化（huà）》。

　　劉小浩團隊經過持續5年攻關，創新性地采（cǎi）用（yòng）結構封裝法（fǎ），精準構築雙（shuāng）鈀活性位點—納米“蓄水”膜反應器，實現了二氧化碳（tàn）在溫和條件下一步（bù）近100%選擇性轉化為乙醇。

　　乙醇是重要的基礎化學品，還可轉化為（wéi）乙烯和下遊高價值化工產品。在乙醇製備方麵，工業上一（yī）般采用糧食發酵法和煤基乙醇技術。糧食發酵法製備（bèi）乙醇（chún）不可避免出現“與人爭糧”的局麵；煤基乙醇工藝路線複雜，製造過程中產生（shēng）大量（liàng）的二氧化碳。

　　近（jìn）年來，國際上雖已開發（fā）出多種途徑將二氧化碳轉化為乙醇。在連續流固定床反應器中製備乙醇，由於其便（biàn）捷的物質流和能量流管（guǎn）理（lǐ），更容易實現工業應用。文獻雖然已經報道了在（zài）連續流固（gù）定床反應器中合成乙醇，但采用單一催化劑一（yī）步合成乙醇，存在選擇性低、容（róng）易發生副反應等問題，目前的技術無法實現可控精準增碳（tàn）定（dìng）向生成乙醇，易產生大（dà）量（liàng）低價值的副產物。劉小浩介紹說：“因此，我們考慮開（kāi）發全新的催化（huà）體係來突破（pò）這一關鍵技術難題。”

　　該團隊合成的催化劑結構（gòu）類似於一個膠囊，其（qí）膠囊內部封裝了二氧化鈰載體分（fèn）散的雙鈀催化劑（jì）。據劉小浩介紹（shào），膠囊的（de）殼層具有高選擇性，疏水修飾後，可將反應過程中生成的（de）水富集在內，使雙鈀催化劑處於富水蒸（zhēng）氣反（fǎn）應環境，從而解決了催（cuī）化劑穩（wěn）定性問（wèn）題；乙醇作為反應產物（wù）可持續生成，並通過（guò）擴散離開納米膜反應器。

　　該催（cuī）化劑能夠在3兆帕、240℃的溫和條件下，在固定床反應器中二氧化碳加氫連續流一步高效穩定（dìng）製乙醇。該催化工藝路線簡單，可在單催化劑單反應器中一步完（wán）成，乙醇選（xuǎn）擇性接近100%，無（wú）副產物生成，大幅降低了過程分離（lí）能耗（hào）。

　　據了解，科研團隊基於前期研究基礎，構築的雙鈀活性（xìng）位點，具有獨特的幾（jǐ）何和電子（zǐ）結構。其鄰近的鈀位點和富電子特性（xìng）有利於促進中（zhōng）間物種碳—氧鍵（jiàn）解離和隨後的碳—碳偶聯，從而實（shí）現二氧化碳加氫定向生成單（dān）一高價值（zhí）產物乙（yǐ）醇（chún）。

　　劉小浩表示，科研團隊（duì）下一步（bù）研（yán）究重點將圍繞改進催化劑製備技術，在保證乙醇近（jìn）100%選擇性的前提下，獲得更高的二氧化碳單程轉化率，以及（jí）更優異的催化（huà）劑穩定性。同時（shí），他們計劃開展催化劑規（guī）模放大研究，進行中試，並盡早將該技術推向工業應用，為二氧（yǎng）化碳高價值利用和實現國家“雙碳”目標提供技（jì）術支（zhī）持。

　　劉小浩表示，該項工作的突破性進展奠定（dìng）了二氧化碳精準催化增碳的理論基（jī）礎，為以溫（wēn）室氣體（tǐ）二氧化碳（tàn）為原料（liào）定向（xiàng）合成碳二平台分子，實現碳二化學高值化利用開辟了新的途徑和方向。