江南大學實現二氧化碳一步合（hé）成乙醇

　　5月18日，從江南大學傳出消息，該校（xiào）化學與材料工程學院劉小浩教授（shòu）團隊實現了二氧化碳(CO?)一步合成乙醇。相關研究成果發表（biǎo）於《美國化學會·催化》。

　　劉小浩團隊（duì）經過持續5年攻關，創新性地采用結構封裝法，精準構築雙（shuāng）鈀活性位點—納米“蓄水”膜反應器，實（shí）現了二（èr）氧化碳在溫和條件下一步近100%選擇性轉化為乙醇。

　　乙醇是重要的基礎（chǔ）化（huà）學品，還可轉化為乙烯和（hé）下（xià）遊高價值化工產品。在乙醇製備方麵，工（gōng）業上一般采用糧食發酵法和煤基乙醇技術。糧（liáng）食發酵法製備乙醇不可避免出現“與人爭糧”的局麵；煤基乙醇工藝路線複雜，製（zhì）造過程中產生大量（liàng）的二（èr）氧化（huà）碳。

　　近年來，國際上雖已開發出多種途徑將二氧化碳轉化為（wéi）乙醇。在連續流固定床反應器中製備乙醇，由於其便捷的物質流和能（néng）量流管理，更容易實現工業（yè）應用。文獻雖然已經報道了在連續流固定床反（fǎn）應（yīng）器中合成乙醇，但采用單一催化劑一步合成乙醇，存在選擇性低、容易發生副反應等問題（tí），目前的技術無法實現可控精（jīng）準增碳定向（xiàng）生（shēng）成乙醇，易產生大量低價值的副產物。劉小浩介（jiè）紹說：“因此，我們考慮開發全新的催化體係來突破這一關鍵技術難題。”

　　該團隊合成的催化劑結構類（lèi）似於一個膠囊（náng），其膠囊內部封（fēng）裝了二氧化鈰載體分散的雙鈀催（cuī）化劑。據劉小浩介紹，膠囊的殼層具有高選擇性，疏水修飾（shì）後，可將反應過程中生成的水富集在內，使雙鈀催化劑處於富水蒸氣反應環境，從而解決了催化劑穩定性問題；乙醇作為反應產物可（kě）持續生成，並通過擴散離開納米膜反應器（qì）。

　　該催化劑能夠在3兆帕、240℃的溫和條件下，在固定床反應器中二（èr）氧化碳加氫連續流（liú）一步高效穩定製乙醇。該催化工藝路線簡單，可在單催化劑單反應器中一步完成，乙醇選擇性接（jiē）近100%，無副產物生成，大幅降低了過程分（fèn）離能耗。

　　據了解，科研團隊基於前期研究基礎，構築的雙鈀活性位點，具有獨特的幾何和電子結構。其鄰近的鈀位點和富電子特性有利於促進中間物種碳—氧鍵解離和隨後（hòu）的碳—碳偶聯，從而實現二氧化碳加氫定向生成單一高價值（zhí）產（chǎn）物乙醇。

　　劉小浩表示，科（kē）研團隊下一步研究重點（diǎn）將（jiāng）圍繞改進催化劑製（zhì）備技術，在保證乙醇（chún）近100%選擇性的前提下，獲得（dé）更高的二氧化碳單程轉（zhuǎn）化率，以及更（gèng）優異的催化劑穩（wěn）定（dìng）性。同時，他們計劃開展催化劑規模放大研究，進（jìn）行中試（shì），並盡早將該技術推向工業應用，為二氧化碳高價值利用和實現（xiàn）國（guó）家“雙碳”目標提供技術支持。

　　劉小浩表示，該項工作的突破（pò）性進展奠定了二氧化（huà）碳精準催（cuī）化增碳的理（lǐ）論基礎，為以溫室氣體二氧化碳為原料定向合成碳二（èr）平台分子，實現碳二化學高值化利用開辟了新（xīn）的途徑和方向。