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二氧化碳变身高附加值化学品

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科技日报沈阳3月26日电 (记者郝晓明)全球温室气体二氧化碳排放量增加引起空气污染、气候变暖诸多环境问题。若能以二氧化碳为原料,将其直接转化为高附加值的化学品,不仅可实现碳减排,还能减轻对煤、石油等传统资源的依赖。日前,中科院大连化物所科研人员在二氧化碳催化转化领域取得新进展。他们通过设计一种多助剂共存的铁基催化剂,实现了二氧化碳加氢高选择性制取线性α-烯烃。该成果近日发表在自然出版集团新刊《通讯-化学》杂志上。

线性α-烯烃是一种非常重要且附加值极高的化工原料,被广泛应用于高级润滑油、聚烯烃等生产领域,但生产该产品长期依赖石油,且市场严重供不应求。

中科院大连化物所科研人员孙剑介绍,通过试验科研团队发现,将自然界植物体内普遍存在的催化剂搬运到一般的化学反应中,即可设计出氧化铁和碳化铁共存的铁催化剂,再辅以玉米芯灰分中的多种电子助剂,如钾、镁、钙等元素和结构助剂硅,可构建出催化剂的有效成分,从而突破了二氧化碳加氢的技术瓶颈。

在二氧化碳加氢反应中,采用废弃玉米芯作为构建催化剂的有效成分,在一定温度和压力下,模拟出植物光合作用吸收二氧化碳生成有机物的过程。中科院大连化物所葛庆杰说,这些在植物体内天然存在的“催化剂”,在化学反应中表现出良好的二氧化碳转化性能,同时还可调控该催化剂铁组分和矿物元素的空间排布,高效活化二氧化碳及氢分子,精准调控碳链增长,最终实现二氧化碳加氢制取α-烯烃,而且催化剂连续运转保持了稳定。