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          二氧化碳可變汽油 被《自然化學(xué)》評為CO2轉(zhuǎn)化領(lǐng)域一大突破!

          2017年6月23日     來源:新浪新聞      編輯:WuYan      繁體
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          二氧化碳可變汽油,中科院低碳轉(zhuǎn)化科學(xué)與工程重點實驗室將C=O鍵活化與C–C鍵偶聯(lián)功能有效耦合在一起,成功設(shè)計出了In2O3/HZSM-5雙功能催化劑,在CO2高選擇性轉(zhuǎn)化為高碳烴方面取得突破。

          二氧化碳可變汽油

          二氧化碳可變汽油

          近日,中科院低碳轉(zhuǎn)化科學(xué)與工程重點實驗室暨上海高研院,上??萍即髮W(xué)低碳能源聯(lián)合實驗室在二氧化碳(CO2)利用領(lǐng)域取得重大進(jìn)展,創(chuàng)造性地采用氧化銦/分子篩雙功能催化劑,實現(xiàn)了CO2一步轉(zhuǎn)化高選擇性得到液體燃料(汽油等高碳烴類化合物)。

          該研究成果于近日在《自然-化學(xué)》雜志上在線發(fā)表,并已申報中國發(fā)明專利和國際PCT專利。由于能源需求的日益增長,化石燃料的消耗與CO2排放總量快速上升,而替代能源(太陽能、風(fēng)能等)大規(guī)模使用卻受限于其固有的間歇性、波動性與隨機性。

          汽油和航空煤油等烴類化合物是重要的液體運輸燃料,在世界范圍內(nèi)應(yīng)用廣泛、具有很高的經(jīng)濟價值。諾貝爾化學(xué)獎獲得者奧拉教授提出了“人工碳循環(huán)”的概念,如果借助替代能源將CO2直接轉(zhuǎn)化為液體燃料,可使得整個碳循環(huán)有效。

          因此,科學(xué)家們借助可再生能源電解水制得的氫氣,將CO2轉(zhuǎn)化為有用的化學(xué)品或燃料,可一舉三得——幫助解決大氣中CO2濃度增加導(dǎo)致的環(huán)境問題、化石燃料的過度依賴以及可再生能源的存儲問題。

          目前,CO2資源化利用的研究主要集中在甲醇、甲酸、甲烷等簡單碳一(C1)分子化合物的合成,由于CO2分子的化學(xué)惰性以及C–C鍵形成的動力學(xué)障礙,將其轉(zhuǎn)化為含有兩個碳原子及以上的產(chǎn)物,仍然是一個巨大挑戰(zhàn)。

          長期以來,由于缺乏有效的催化劑體系,將CO2直接合成高碳烴類化合物的研究較少?,F(xiàn)有的CO2合成高碳烴類化合物的研究主要圍繞改性的鐵基費托催化劑,副產(chǎn)物甲烷通常大于6%。

          中科院低碳轉(zhuǎn)化科學(xué)與工程重點實驗室將C=O鍵活化與C–C鍵偶聯(lián)功能有效耦合在一起,成功設(shè)計出了In2O3/HZSM-5雙功能催化劑,在CO2高選擇性轉(zhuǎn)化為高碳烴方面取得突破。

          烴類產(chǎn)物中,汽油烴類組分(C5至C11)的選擇性高達(dá)近80%,而CH4小于1%。此外,研發(fā)團(tuán)隊已完成了催化劑制備放大并得到高機械強度的工業(yè)尺寸顆粒催化劑,在工業(yè)條件下該催化劑體系具備了示范應(yīng)用的條件。

          除了汽油烴類組分,通過調(diào)控該催化劑體系的分子篩孔徑,還可以高選擇性地將CO2直接轉(zhuǎn)化為液化石油氣乃至柴油。

          該工作得到了《自然-化學(xué)》審稿人的高度評價,被認(rèn)為是CO2轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的一大突破,為CO2轉(zhuǎn)化為化學(xué)品及燃料提供了重要的平臺。

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