二氧化碳在温和条件下转化为乙醇，如果能大规模应用在新能源和节能减排领域，将具有战略性的意义。
文／NE-SALON新能荟小编团
日前，二氧化碳排放已经引起了巨大的环境问题，如全球变暖、气候变化和海洋酸化等，严重危害人类的生存环境，减少碳排放已经被提上了日程。
近日，江南大学化学与材料工程学院刘小浩教授团队宣布了重要成果：二氧化碳可再在温和条件下转化为乙醇。相关成果以题为“Rationally Designed Water Enriched Nano Reactor for Stable CO2Hydrogenation with Near 100% Ethanol Selectivity over Diatomic Palladium Active Sites”发表在国际顶级催化期刊ACS Catalysis上。
乙醇是带有一个羟基的饱和一元醇，具有广泛用途，可用作溶剂、车用燃料、医疗用品、饮料，以及基本有机化工原料等。工业上一般采用粮食发酵法、合成法（乙烯水合）。但前者制备乙醇不可避免出现“与人争粮”的局面，而后者工艺路线复杂，并且制造过程中产生大量的二氧化碳。
但如果将二氧化碳直接转化称乙醇，那必定是前途无量，事实上，科学家已经开发了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。但这些方法都过于繁琐，且需要的条件过于严苛，不易实现工业应用。相较于上述技术途径，在连续流固定床反应器中，由于便捷的物质流和能量流管理，更容易实现。但目前的技术无法实现可控精准增碳定向生成乙醇，易产生大量低价值的副产物。刘小浩教授的团队便在此基础上进行了改进。
该团队构筑了纳米“蓄水”膜反应器，合成的催化剂结构类似一个胶囊，内部封装二氧化铈载体分散的双钯催化剂。
据介绍，胶囊的壳层具有高选择性，疏水修饰后，保证内部生成的水富集而产物乙醇可以溢出。其中的水环境可以稳定双钯活性位点，该催化剂能够实现温和条件下（3MPa，240℃）二氧化碳近100%选择性高效稳定转化为乙醇，这项技术是全球首创。
收获如此重量级的科研成果，那背后的技术团队一定不简单。根据公开资料显示，刘小浩，男，1976生人，现在是江南大学化学与材料工程学院的教授，博士生导师，是工业催化学科带头人。2020年4月任化工学院智能材料与催化研究中心主任；2020年10月受聘为中国石油和化学工业联合会煤化工专业委员会专家。在他的带领下，其团队成果丰硕。
此前，还凭借创造性地构建Na调节的Fe-Ni双金属费托催化剂与HZSM-5分子筛耦合用于合成气（CO/H2）一步制轻质芳烃取得的重要进展，被国际顶级催化期刊ACS Catalysis作为封面文章报道
作为工业催化领域的专家，刘小浩表示：“催化剂合成工艺和催化反应路线简单，有大规模工业化应用前景。”
二氧化碳在温和条件下转化为乙醇，如果能大规模应用在新能源和节能减排领域，将具有战略性的意义。首先可以有效减少二氧化碳的含量，另外，将废弃的二氧化碳转化为乙醇可以实现碳的资源化利用，提高能源和化工领域的可持续发展。
在如今这个科技爆炸的时代，一项一项新技术的涌现如同春天的绚烂花朵，为我们呈现了一个美妙的画卷，为人类的未来带来了无限的希望和可能。
来源：NE-SALON新能荟G
