江南大学首创二氧化碳一步合成乙醇

   近日，江南大学化学与材料工程学院实现二氧化碳一步合成乙醇。好多企业对此研究感兴趣，已经有30多家国内外企业与刘小浩教授团队联系，涵盖钢铁冶炼、煤化工、生物科技、电力、水泥等行业。

该团队历经五年攻关，创新性地采用结构封装法，设计构建了双钯活性点位——纳米“蓄水”膜反应器，内部封装了二氧化铈载体分散的双钯催化剂，可实现二氧化碳在3兆帕240℃的温和条件下，近100%选择性高效稳定地连续转化为乙醇。相关研究成果已在国际期刊《美国化学会·催化》上发表。

　　乙醇是重要的基础化工原料，又与人们的日常生活息息相关，可用于制造饮料、消毒剂、清洁燃料等。据介绍，世界上常用的乙醇制备方式是粮食发酵和煤基乙醇技术，前一种需要消耗粮食，后一种制备工艺复杂、能耗高。近年来，国际上已开发出多种途径将二氧化碳转化为乙醇，比如光催化、电催化以及间歇釜热催化。相较于上述技术途径，在连续流固定床反应器中，二氧化碳转化为乙醇更容易实现工业化应用。刘小浩解释，目前的技术无法实现可控精准增碳定向生成乙醇，连续流反应过程中容易产生大量低价值的副产物。

　　“我们制备乙醇的工艺路线非常简单。二氧化碳从连续流固定床反应器的上端进入，经过单一的催化剂，在下端冷凝后就能直接获得高纯度乙醇。”刘小浩团队在该项研究中能取得重大突破，最核心的部分在于开发出了新型催化剂。在二氧化碳与氢气反应过程中，相比已有的催化剂，新型催化剂上的双位点能协同工作，促进必要中间物种形成，并迅速结合进行后续反应生成乙醇，没有副产物生成，大幅降低了过程分离能耗。“下阶段我们将围绕改进催化剂制备技术，在保证乙醇近100%选择性的前提下，获得更高的二氧化碳单程转化率以及更优异的催化剂稳定性。”刘小浩说，“我们有信心尽早将这项技术推向工业应用，为人们生产生活提供新的资源供给方式，也为国家实现‘双碳’目标提供技术支持。”