二氧化碳“變身”續(xù)集來了。記者11日獲悉，安徽工業(yè)大學等單位的科研人員，研發(fā)出一種全新催化劑，成功以二氧化碳和氫氣為原料直接合成對二甲苯，并且打破了該類催化劑單次生產(chǎn)效率的世界紀錄。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于化學領(lǐng)域頂級期刊《美國化學會志》。
對二甲苯，大家常叫它PX，是一種生產(chǎn)化工產(chǎn)品的關(guān)鍵原料，喝水用的塑料瓶、穿的滌綸衣都來自它。我國每年需要的PX數(shù)量巨大，超過3000萬噸。目前工業(yè)上主要靠加工重質(zhì)石油來生產(chǎn)PX，但這個方法消耗大、排放高，每生產(chǎn)1噸PX，大約要消耗4噸石油，同時還會排放出約3噸二氧化碳。
（受訪者供圖）
近年來，科學界一直致力于找到一條更綠色、更有潛力的合成PX的新路子?！坝每稍偕茉措娏χ迫錃?，然后用氫氣和二氧化碳反應，直接制造PX，是一條不錯的路。這不僅能實現(xiàn)二氧化碳的資源化利用，還能為傳統(tǒng)高能耗、高排放的生產(chǎn)工藝提供替代方案。”論文通訊作者、安徽工業(yè)大學教授曾杰說。
在這項最新的研究中，科研人員研發(fā)出了一種新型“金屬氧化物—分子篩”復合催化劑。這種催化劑就像一條高效的流水線，主要由兩個部分協(xié)同工作：第一部分是金屬氧化物，它的任務(wù)是把二氧化碳和氫氣反應，轉(zhuǎn)化成簡單的小分子烯烴，這些小分子烯烴就像是搭建PX的基礎(chǔ)“小積木”；第二部分是分子篩，它負責接收這些“小積木”，并把它們拼接起來，最終生成我們需要的PX產(chǎn)品。
為了讓最終產(chǎn)品含有更少的“雜質(zhì)”，科研人員對分子篩部分進行了非常精妙的“膠囊化”設(shè)計。得益于這種獨特巧妙的設(shè)計，科研人員把PX的生產(chǎn)效率提升到了一個前所未有的高度。實驗數(shù)據(jù)顯示，使用1千克的這種催化劑持續(xù)工作一天，就能生產(chǎn)出超過1千克的PX。這個效率水平大幅超越了之前所有公開報道的同類技術(shù)，創(chuàng)下了世界紀錄。
對此，曾杰表示，這項研究提出的復合催化劑設(shè)計思路具有通用性，未來有望應用到其他利用二氧化碳和氫氣制造高價值化工產(chǎn)品的反應體系中，進而實現(xiàn)化工產(chǎn)品的“定制”生產(chǎn)。
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