全球溫室氣體二氧化碳排放量增加引起空氣污染、氣候變暖諸多環境問題。若能以二氧化碳為原料,將其直接轉化為高附加值的化學品,不僅可實現碳減排,還能減輕對煤、石油等傳統資源的依賴。日前,中科院大連化物所科研人員在二氧化碳催化轉化領域取得新進展。他們通過設計一種多助劑共存的鐵基催化劑,實現了二氧化碳加氫高選擇性制取線性α-烯烴。該成果近日發表在自然出版集團新刊《通訊-化學》雜志上。
線性α-烯烴是一種非常重要且附加值極高的化工原料,被廣泛應用於高級潤滑油、聚烯烴等生產領域,但生產該產品長期依賴石油,且市場嚴重供不應求。
中科院大連化物所科研人員孫劍介紹,通過試驗科研團隊發現,將自然界植物體內普遍存在的催化劑搬運到一般的化學反應中,即可設計出氧化鐵和碳化鐵共存的鐵催化劑,再輔以玉米芯灰分中的多種電子助劑,如鉀、鎂、鈣等元素和結構助劑硅,可構建出催化劑的有效成分,從而突破了二氧化碳加氫的技術瓶頸。
在二氧化碳加氫反應中,採用廢棄玉米芯作為構建催化劑的有效成分,在一定溫度和壓力下,模擬出植物光合作用吸收二氧化碳生成有機物的過程。中科院大連化物所葛慶杰說,這些在植物體內天然存在的“催化劑”,在化學反應中表現出良好的二氧化碳轉化性能,同時還可調控該催化劑鐵組分和礦物元素的空間排布,高效活化二氧化碳及氫分子,精准調控碳鏈增長,最終實現二氧化碳加氫制取α-烯烴,而且催化劑連續運轉保持了穩定。(記者 郝曉明)