标题:新技术将二氧化碳变高值化“宝贝”
作者:hero
日期:2019-10-12 11:00
内容:
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。
张香平介绍说：“遵从反应—流动—传递耦合规律，团队优化了反应器内构件，实现流场/温度场均匀分布，创新开发出万吨级固载离子液体气液固三相列管式反应器，而反应期间快速释放的热量能尽快从体系排出，使反应器不超温，实现安全操作。”
在此基础上，研究团队采取醇解反应—变压共沸精馏耦合过程强 ..
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