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隨著(zhu)人(ren)類對化(hua)石(shi)能(neng)源的(de)(de)大量使用，全球變暖正(zheng)在逐漸(jian)成(cheng)為(wei)(wei)關乎人(ren)類生存的(de)(de)不可忽(hu)視的(de)(de)重要(yao)課題。在碳(tan)中和(he)背(bei)景(jing)下，一(yi)些(xie)科學家認為(wei)(wei)，二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)作為(wei)(wei)溫室效應的(de)(de)罪(zui)魁禍首，特別是水(shui)泥制造、啤酒廠和(he)燃(ran)料加工設施釋(shi)放的(de)(de)高純度二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)，有期(qi)望可以(yi)被視為(wei)(wei)合成(cheng)目前原本由(you)化(hua)石(shi)資源所生產的(de)(de)化(hua)學品(pin)(pin)的(de)(de)替代品(pin)(pin)和(he)候選(xuan)者。

在各個國(guo)家(jia)對(dui)這一領(ling)域展開研究的時候(hou)，中國(guo)科學家(jia)突破世(shi)界紀錄值，常壓(ya)下二氧(yang)化(hua)碳加氫制長鏈烯(xi)烴(jing)，最高達(da)到了66.9%，等(deng)同世(shi)界紀錄值，引起(qi)了全世(shi)界的關(guan)注。

長鏈烯(xi)(xi)(xi)烴(jing)在精細化工(gong)領域具有(you)廣泛(fan)應用(yong)(yong)，例如用(yong)(yong)于(yu)合成洗滌劑(ji)、高辛烷(wan)值(zhi)汽油(you)、潤滑(hua)油(you)、農藥、增塑劑(ji)生產等。目前，工(gong)業合成長鏈烯(xi)(xi)(xi)烴(jing)的(de)普遍方(fang)法是基于(yu)乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)的(de)齊聚反應，而乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)主要來自于(yu)石油(you)資(zi)源(yuan)。與(yu)(yu)之相比，利用(yong)(yong)可再生能源(yuan)電解水(shui)制(zhi)(zhi)氫，再與(yu)(yu)二氧化碳(tan)反應直接制(zhi)(zhi)備長鏈烯(xi)(xi)(xi)烴(jing)，則會產生巨大的(de)環境(jing)效(xiao)益。

二氧化碳加氫(qing)制備長(chang)鏈(lian)烯烴主要分為三步：

01二氧化(hua)碳加氫到一氧化(hua)碳

02一(yi)氧化碳加氫到甲(jia)基(ji)和亞甲(jia)基(ji)

03甲基和亞甲基在催(cui)化劑(ji)表面聚合得到長鏈化合物(wu)

根據勒夏特列原理(li)，常(chang)壓不(bu)利于長鏈烯烴(jing)的形成，目前(qian)二(er)氧(yang)化碳加氫(qing)(qing)制備長鏈烯烴(jing)多在高壓反(fan)應條件下(xia)進行(xing)。但由于電解水(shui)設備規模小(xiao)、布局分(fen)散，為了(le)直(zhi)接(jie)對接(jie)電解水(shui)制氫(qing)(qing)，需要使二(er)氧(yang)化碳加氫(qing)(qing)反(fan)應在常(chang)壓下(xia)進行(xing)。

該反應的主要難點(dian)在于甲(jia)基(ji)和亞甲(jia)基(ji)的聚合(he)需要足夠(gou)高的壓力，在常壓條(tiao)件下(xia)無法產(chan)生足夠(gou)多的甲(jia)基(ji)和亞甲(jia)基(ji)，從而難以聚合(he)形(xing)成長鏈產(chan)物(wu)。

為(wei)了解決常壓(ya)(ya)下的(de)二(er)氧化(hua)(hua)(hua)碳(tan)(tan)制長鏈(lian)烯烴(jing)，中(zhong)國(guo)科學家開(kai)發出的(de)銅(tong)(tong)—碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)鐵(tie)界面型催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑，銅(tong)(tong)具備一氧化(hua)(hua)(hua)碳(tan)(tan)的(de)非解離(li)吸附能力，碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)鐵(tie)能催(cui)化(hua)(hua)(hua)生成甲基(ji)(ji)和(he)亞(ya)甲基(ji)(ji)。在(zai)銅(tong)(tong)和(he)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)鐵(tie)的(de)界面處，銅(tong)(tong)位點吸附的(de)一氧化(hua)(hua)(hua)碳(tan)(tan)插(cha)入到甲基(ji)(ji)和(he)亞(ya)甲基(ji)(ji)的(de)端基(ji)(ji)，然(ran)后(hou)加氫脫水形成新的(de)甲基(ji)(ji)和(he)亞(ya)甲基(ji)(ji)單元(yuan)，如此(ci)循環往復使碳(tan)(tan)鏈(lian)增長，最后(hou)脫附形成長鏈(lian)烯烴(jing)。該催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑在(zai)常壓(ya)(ya)條(tiao)件下對長鏈(lian)烯烴(jing)的(de)選擇性高達66.9%，與目前文獻報道(dao)的(de)在(zai)高壓(ya)(ya)反(fan)應(ying)條(tiao)件下的(de)世界紀錄值(zhi)（66.8%）相當。

事實上，將二(er)氧(yang)化(hua)碳人(ren)工轉化(hua)為高(gao)附加值化(hua)合(he)(he)(he)物，“變廢(fei)為寶”不止(zhi)這一例。今(jin)年4月(yue)28日(ri)，《自然·催化(hua)》發表了(le)一項(xiang)最新研(yan)究(jiu)成果。我國科研(yan)人(ren)員通過(guo)電催化(hua)結合(he)(he)(he)生物合(he)(he)(he)成的(de)方式，將二(er)氧(yang)化(hua)碳高(gao)效(xiao)還原(yuan)合(he)(he)(he)成高(gao)濃(nong)度乙酸，并進一步利(li)用微生物合(he)(he)(he)成葡萄糖和脂肪酸（油脂）。

去年9月，我國(guo)科學(xue)家還首次實現了(le)二氧(yang)化碳(tan)到淀粉的(de)從頭合(he)成(cheng)，相關成(cheng)果由(you)國(guo)際(ji)知名學(xue)術(shu)期刊(kan)《科學(xue)》發表(biao)。

近(jin)年(nian)來，隨(sui)著新(xin)能源發電(dian)的(de)(de)迅速崛起，電(dian)力(li)成(cheng)本下(xia)降，二氧(yang)(yang)化(hua)碳電(dian)還原技術已(yi)經具備(bei)與依賴化(hua)石能源的(de)(de)傳統化(hua)工工藝競爭的(de)(de)潛力(li)。因此，高(gao)效的(de)(de)二氧(yang)(yang)化(hua)碳電(dian)還原制備(bei)高(gao)附加值(zhi)化(hua)學品和燃料(liao)的(de)(de)工藝被學界認為是建設未來“零(ling)碳排(pai)放”物質轉化(hua)的(de)(de)重要(yao)研究方向之一。

文章來源：中國化(hua)工報