功能化离子液体催化CO_(2)转化合成高附加值化学品综述

CO_(2)既是造成温室效应的主要气体,也是储量丰富、价廉、低毒且有望成为人类替代石油和天然气作为未来“碳源”的重要资源,CO_(2)的高效、清洁资源化利用已显示出重要的科技与经济价值。鉴于CO_(2)自身的热力学稳定性和动力学惰性,催化剂的设计与开发成为温和条件下CO_(2)高效率、高选择性转化的关键。离子液体作为一类新型的软介质和功能材料,在催化CO_(2)转化领域展现出广阔的应用前景。本工作综述了近五年离子液体在催化CO_(2)转化合成各种高附加值化学品中的应用,阐明了不同阴阳离子结构对CO_(2)活化及转化性能的影响,分析了离子液体介质中CO_(2)与不同底物的反应机理,为新型离子液体在CO_(2)捕集与转化中的应用与发展提供了重要指导。

固定CO_2获取高附加值产品的有效途径

CO2(二氧化碳)的有效固定是低碳减排的重要途径之一。综述了固定CO2并获取高附加值产品的两种稳定途径:化学固碳(矿化生成无机化合物、化工合成有机化合物)和生物固碳(培养系统、筛选指标和固定效果)。最后指出了固碳过程可充分利用炉渣、烟气和市政污水,并对有效固定CO2的研究方向进行了展望。

串联催化剂上CO_(2)催化转化制备高附加值烃类研究进展

将CO_(2)作为可利用的碳资源催化转化为高附加值化学品或液体燃料对于节能减排和碳资源的循环利用具有重要意义。由于CO_(2)分子的化学惰性及高的C–C键耦合能垒,导致CO_(2)的选择性活化及可控转化极具挑战。近年来,随着研究的不断深入及串联催化体系的构建,世界各国研究者在CO_(2)催化加氢制备高附加值烃类方面取得了突破性的研究进展。然而,在串联催化过程中,Fe基催化剂或金属氧化物与分子筛间的协同匹配、活性组分间的组装方式、分子筛的孔道结构及酸性、以及反应条件及气氛均对CO_(2)加氢的产物分布影响显著。有鉴于此,本综述针对CO_(2)加氢制备高附加值烃(低碳烯烃、异构烷烃、汽油及芳烃)的串联催化反应体系,重点介绍串联催化剂上影响CO_(2)活化、转化及目标产物生成的关键因素以及串联催化剂的稳定性,并在此基础上对CO_(2)催化加氢的未来和前景进行总结和展望。

美开发出电化学转化二氧化碳为高附加值产品的低能耗新方法

通过电化学还原过程,研究人员可以将二氧化碳转化为乙烯等高附加值的产品。传统的电化学还原二氧化碳方法,阴极会产生乙烯等分子,阳极则会产生氧气,约有90%的能量被电解槽阳极的产氧过程消耗掉了,而所得氧气商业价值低。因此,寻找一种能够降低驱动阳极反应能量的原料,可能是从根本上降低二氧化碳转化技术能耗的策略。甘油作为生物燃料生产过程中产生的有机副产物,氧化所需能量较少,可以用于能耗极高的产氧步骤。

煤经温和转化生产高附加值化工产品

探求新概念和实用方法是下个世纪高效、洁净利用煤炭的基本要求。本文介绍了温和操作条件下将煤转化为高附加值化工产品的一些新概念和新方法，包括煤热解新方法、作为煤预处理方法的煤增溶溶解以及煤液相氧化。

以市场为导向 走煤矸石深加工之路——关于利用云南省煤矸石生产高附加值产品的探讨

通过对云南省如何利用煤矸石生产高附加值产品的讨论,提出了云南省煤炭工业要走可持续发展道路必须加强对煤矸石的开发利用,应以市场为导向,走煤矸石深加工之路,即逐步研究并开发出如结晶氯化铝、聚合氯化铝、纳米级α-Al2O3、水玻璃、白碳黑和4?沸石分子筛等高附加值产品的新思路。

CO_(2)催化制备高附加值化学品研究进展

介绍了近年来国内外CO_(2)催化转化制备甲醇、甲酸、低碳醇、低碳烯烃、碳酸二甲酯、甲酰胺和可降解塑料等高附加值化学品的研究方法、思路、研究结果以及规模化应用的前景,展望了CO_(2)转化及新型多功能催化剂的研究方向。

CO_2的绿色利用技术研究进展

近年来CO2的综合利用越来越引起人们的重视。本文介绍了近年来通过化学途径实现CO2资源化利用的研究方向及进展,并报道了最新的研究技术和成果。通过适当的化学反应,CO2可以转化为液体燃料、甲醇、碳酸酯类等高附加值的产品,还可通过CH4–CO2催化重整制成合成气来制备乙烯或含氧化合物等。另外,本文还介绍了其它新型CO2化学利用技术,如通过合理设计的化学肺可将CO2直接转换为氧气,利用太阳能、电能和生物微藻技术实现CO2向有用化学品的转化以及作为新型储氢材料的研究利用进展。

离子液体介导CO_(2)化学转化研究进展

高效利用CO_(2)资源对绿色可持续发展具有重要意义。近年来,高效催化转化CO_(2)为高附加值化学品的研究广受关注。但是,由于CO_(2)高的热力学稳定性和动力学惰性,其化学转化往往需要高反应活性的底物和苛刻的反应条件。因此,科研工作者致力于发展催化转化CO_(2)的高性能催化剂和新方法。迄今,已经发展了一系列多相和均相催化剂用于催化转化CO_(2)。在众多性能优异的催化剂中,离子液体因其独特的性能,可实现温和甚至室温条件下高效转化CO_(2)为高附加值化学品,而被广泛研究。具有特定官能团的功能化离子液体可以作为溶剂、CO_(2)吸附剂、CO_(2)活化剂以及催化剂或共催化剂,实现无金属条件下高效催化转化CO_(2);各种金属-离子液体耦合催化体系可实现协同催化转化CO_(2)为高附加值化学品。在本文中,我们总结了近期离子液体介导的、通过构筑C―O、C―N、C―S、C―H以及C―C键,转化CO_(2)合成化学品的研究。主要概述了近年来离子液体在化学吸附活化CO_(2)、催化转化CO_(2)制备碳酸酯和含N/S杂原子的化合物以及催化CO_(2)加氢制备甲酸、乙酸、甲烷、低碳产物等方面的研究进展,并对相关反应路径和机理进行了探讨。在离子液体催化反应体系中,离子液体不仅可以活化CO_(2)还可以通过氢键作用活化底物,从而协同催化CO_(2)的转化。在本文的最后,对相关研究的不足及未来发展前景进行了探讨和展望。总之,离子液体介导的高效催化转化CO_(2)方法为制备高价值化学品提供了绿色合成路线,具有广阔的应用前景。

合成气高选择性制低碳烯烃活性位结构新发现:Co_2C的晶面效应

低碳烯烃是一类最为重要的化工原料,可以说当代各种石油化工产品均源自低碳烯烃和芳烃。传统的低碳烯烃的制取主要基于石油裂解路线。近年来,为缓解对石油资源的依赖,国内外研究工作聚焦于以非石油路线,即利用煤炭或天然气资源直接或间接制取烯烃。

墨西哥研究人员将海产品废弃物转化成有用新材料

墨西哥普埃布拉自治大学化学工程学院的一个科学家小组正在研究对海产品固体废弃物进行再利用的可能性,将废弃物转化成在医学,建筑以及化妆品等多个领域都有用的新材料。科学家们发现虾壳中含有一种称为甲壳素的物质,研究人员从甲壳素中获取了用途广泛的高附加值产品壳聚糖。壳聚糖可高效去除被污染水体中的重金属。

二氧化碳温室气体减排正受到越来越多的关注——全世界科学家正致力于将大量的二氧化碳转化为燃料及高隰加值产品

随着全球气候变暖问题的凸现，温室气体减排受到越来越多的关注。全世界的科学家正致力干将大量的二氧化碳转化为燃料和高附加值的化学产品，以实现其大规模化学利用。藉此，二氧化碳或可望化身天使，成为绿色化学过程的重要参与者。

富CO2天然气转化为液体燃料的CO2利用

此专利为一种富CO2天然气转化为液体燃料的技术。富CO2天然气原料注入合成气反应器并生成合成气。至少有一部分合成气被导入F-T反应器。该F-T工艺经相关操作生成一种F-T产品。从此产品中分离出一种轻质油并将其导入轻质油转化炉中。

加速CO2转化的研究

据称，全世界正在加速开发以CO2为原料的工艺。该工艺不仅可获得一种易于得到且廉价的资源，而且还可以降低温室气体CO2的排放量。慕尼黑大学的分子化学教授Bernhard Rieger称，“人们对将CO2转化成化学品的兴趣很高，现在是寻找其应用的时候了。这一领域的前途宽广，我们提出的催化剂类型将控制从CO2制得的产品类型。”

中国科学院山西煤炭化学研究所CO2选择性转化制丙烯和丁烯技术获进展

近日,中国科学院山西煤炭化学研究所的研究团队开发了一种新型Zn0.5Ce0.2Zr1.8O4固溶体和H-RUB-13分子筛复合催化体系,用于CO2选择性转化制丙烯和丁烯反应,低碳烯烃收率可达16.1%,丙烯和丁烯在总低碳烯烃中占比达90%以上,副产物CO选择性降至26.5%。该研究成果发表于《化学》杂志。CO2捕集、存储和利用是一条可行的控制大气中CO2含量的方法。通过加氢还原方式将CO2转化制备低碳烯烃不仅可以合理使用CO2,减缓温室效应;同时也获得了高附加值的化工产品,可有效解决因石油资源减少而带来的能源危机。

上海科大解决甲烷一步转化液态产品难题

近日，从上海科技大学获悉，该校物质科学与技术学院左智伟科研团队成功开发出一种廉价、高效的铈基催化剂和醇催化剂的协同催化体系，解决了利用光能在室温下把甲烷一步转化为液态产品的科学难题，为甲烷转化成高附加值的化工产品提供了崭新的解决方案。这一重大科研成果在线发表于国际顶尖学术期刊《科学》（Science）上。

海利公司产品获高新技术成果转化项目认定

近日，经上海市高新技术成果转化项目认定办公室审定，海利公司生产的高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗（HUN4-F112株）和猪圆环病毒2型灭活疫苗（LG株）被成功认定为上海市高新技术成果转化项目。

乌兹别克斯坦希望借助中国聚合物技术实现化工中心地位

在中国技术的帮助下,乌兹别克斯坦正着手进行重大的经济转型,旨在利用其天然气储备生产高附加值产品,而不仅仅依赖能源消耗。乌兹别克斯坦最大的私营石油和天然气公司Saneg与中国国家能源巨头中国石化合作,在中国境外建立了世界上第一家甲醇制烯烃化工厂。这座耗资33亿美元建造的工厂预计到2026年每年可将1.3×10^(9) m^(3)天然气转化为1.11 Mt聚合物,其中大部分产品将出口到中国和土耳其。

富CO2天然气制液体燃料中的CO2利用技术

此专利为一种富CO2天然气转化为液体燃料的技术。将富CO2天然气原料加入合成气反应器制成合成气。至少有一部分合成气被导入F-T反应器。该F-T工艺经相关操作生成一种F-T产品。从F-T产品中分离出一种轻质油并将其导入轻质油转化炉中。