以CO2为原料的绿色生物制造

温室气体积累而导致的全球性气候变化引起了人们的广泛重视,因此科学家通过不同的方法在CO₂固定方面进行了诸多的探索与研究,例如化学转化、酶催化及微生物转化等。而微生物的多功能性使得其具有将生物质、生物废物和二氧化碳作为原料来生产生物燃料及化学品等物质的优点。本文对天然存在于微生物体内的、可以固定CO₂的途径进行了一定总结,并主要阐述了利用生物法或生物电化学法等方法将二氧化碳绿色地转化为化学品或生物质能源的相关工作。另外,对以粮食为原料的第一代生物制造以及以非粮食的生物质为原料的第二代生物制造方法及效果进行了评价,同时提出了以CO₂为原料的第三代绿色生物制造的概念。最后预测了在利用二氧化碳进行生物转化的未来发展中所需的关键技术与发展走势。     

从气候杀手到化工原料的华丽变身

正二氧化碳是温室效应的罪魁祸首,在努力减小排放量的同时,将其催化转化为一种重要的化工原料—乙烯,是一种非常有前景的方法。波鸿鲁尔大学的科学家发现了一种高效催化剂,为二氧化碳—乙烯的转化带来曙光。近日,波鸿鲁尔大学Beatriz Roldan Cuenya组发现了一种高选择性转换的催化剂,它能将温室气体—二氧化碳—转化为一种重要的化工原料—乙烯。这一成果发表在Nature Communications期刊上,文章详细地     

新型化工能源转化工艺及其碳减排研究

随着全球经济的快速发展,能源需求和碳排放问题日益严重,新型化工能源转化工艺在碳减排领域的重要性愈发凸显。本文论述了近年来新型化工能源转化工艺的研究进展,重点关注生物质化学品和能源技术开发、生物质基化学品催化过程研究、二氧化碳捕集新型溶剂的开发及化工过程强化、二氧化碳捕集与催化转化等方面的创新成果,并探讨了这些技术在碳减排中的应用前景,进而推动新型化工能源转化工艺在全球范围内的应用。     

金属铋能将二氧化碳转化为化学品

正美国特拉华大学研究小组在最新一期美国化学学会期刊《催化》上发表研究报告称,他们发现了金属铋的一种全新特性,使其可作为催化剂将二氧化碳(CO_2)转化为液体燃料和工业化学品。这一新发现有助于减少CO_2排放,并提供一种可持续的燃料生产手段。     

新型催化剂将二氧化碳转化成液体燃料

<正>中国科技大学化学与材料科学学院谢毅、孙永福及其研究团队,近日找到一种新的电极催化剂,可以将二氧化碳转化成液体燃料。研究人员利用钴和氧化钴混合物特定的原子排列方法,让原先并不具有二氧化碳催化活性的材料转化为超越早前所有报道过的电催化剂,相关研究成果发表在7日出版的《自然》杂志上。减少温室气体二氧化碳的含量是科学家们一直探索的工作。早先的研究已经将二氧化碳通过电力和催化剂在电还原过程中被转化成不同类型的化学品,如甲烷、甲酸、甲醇等燃料。在转化     

汽车尾气催化剂机理和技术状况

利用催化技术催化净化汽车尾气是防治汽车尾气污染的重要手段,它可以将汽车排放中的三种有害气体CO、HC、NOx同时转化为无害气体。它系统地介绍了汽车尾气净化催化剂的催化机理、结构组成和其发展状况。     

二氧化碳转化为合成气及高附加值产品的研究进展

由于二氧化碳（CO₂）过度排放导致全球变暖日益严峻,发展零碳技术已成为人类社会面向可持续发展的战略选择。将CO₂捕集并转化为高附加值化学和能源产品,可以优化化石能源为主体的能源结构、有效缓解环境问题,并实现碳资源的充分利用,是一项可以大规模实现低碳减排的技术。本文重点介绍了CO₂高效利用新途径,通过二氧化碳-合成气-高附加值化学品的产品工艺路线,实现CO₂的资源化利用。对比综述了热催化法、电催化法和光催化法高效转化合成气的最新进展,总结了热、电、光催化制备合成气过程中催化剂的设计原理和方法以及目前工业化应用前景;简单概述了合成气作为重要平台分子,进一步通过费托合成路线或接力催化路线转化为低碳烯烃和液态燃料或芳烃等化学品过程中催化剂设计研究进展。最后,总结了大规模工业化CO₂转化为合成气及高附加值产品过程催化剂设计和反应器优化的技术难题,并对未来CO₂高效转化利用方向进行了展望。同时指出目前各技术还普遍存在反应机理不清晰、催化剂成本高以及缺乏大规模合成等问题,未来开发出高效、高活性、低成本且稳定的催化剂是各技术推广应用的关键。     

金属氧化物和分子筛在CO2环加成中的研究进展

二氧化碳（CO2）是主要的温室气体,同时也是一种廉价、无毒且可再生的一碳资源,因此将CO2转化为有价值的精细化学品可有效减缓气候变化、助力实现碳中和。CO2与环氧化物的环加成反应具有高原子经济、高选择性、低污染等优点,其产物环状碳酸酯可作为锂离子电池电解质、聚合物材料前体以及精细化学品中间体,应用前景广阔。氧化物因具有结构多样、可调性强等优点在CO2与环氧化物的环加成反应中的应用引起了广泛的关注。文章综述了两种典型且成本低廉、易于规模化生产的氧化物——金属氧化物与分子筛催化CO2与环氧化物的环加成反应的研究进展,重点分析了反应机理以及催化剂的应用。今后的研究重点是高性能无助剂的非均相催化剂的开发以及催化机理的探究。     

木质素类生物质催化热解制备精细化学品研究进展

能源和环境是当今世界的两大挑战,将生物质转化为燃料和化学品是应对该挑战的低碳方案。其中,催化热解木质素获得燃料和化学品是低碳方案的重要部分。本文以能源和环境问题为出发点,阐述了木质素催化热解制备燃料和化学品的可行性和必要性,并对催化裂解行为、催化裂解过程和催化产物等方面的国内外研究现状进行了系统介绍。文章首先对木质素的结构和转化过程进行了概述;然后从催化热解行为、催化热解产物以及催化剂的研究现状等方面进行了系统阐述,并对现有的催化木质素热解过程的机理研究进行了讨论。通过对木质素催化热解制备燃料和化学品的发展前景、技术瓶颈以及逻辑方面进行评估表明,木质素转化为燃料和化学品过程中提高产品的产率和能量效率是今后的总体目标,而原料供给和生产、催化剂开发、产品分离纯化、反应机理和动力学以及计算模拟等方面将是深入研究木质素高效利用的重要研究内容。     

大连化物所二氧化碳电催化还原研究获进展

正近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室研究员汪国雄、杨帆和中科院院士包信和研究团队在金属—氧化物界面增强的二氧化碳电催化还原研究方面取得新进展。二氧化碳电催化还原,以可再生电能或富余核电等洁净电能为能源,在温和的反应条件下将二氧化碳一步转化为一氧化碳、甲酸、碳氢化合物和醇类等高附加值燃料及化学品,同时实现二     

二氧化碳化学转化技术研究进展

将二氧化碳(CO_2)转化为高附加值的化学品和燃料被认为是21世纪的巨大挑战,如何高效活化CO_2是将其资源化利用的重要环节。针对常见的CO_2转化策略,如CO_2分解反应、CO_2与氢化合物(氢气、甲烷、水)反应,讨论了催化转化、电化学还原、太阳能热、等离子转化技术以及各新技术协同催化技术在CO_2活化转化领域中最新应用进展。从转化率和能效的角度强调了多学科交叉的重要性,并对未来CO_2转化发展进行了展望。     

纤维素与甲壳素常压酸催化液化生成小分子化学品的机理研究进展

在过去的二十年里,利用常压催化液化法将木质生物质尤其是纤维素转化为小分子化学品的研究已经取得了一定的成果,近年来,常压催化液化法开始被应用于甲壳素生物质向小分子化学品转化的研究,极大地丰富了液化产物的种类尤其是含氮小分子化学品的类型。本文对常压下酸催化的纤维素与甲壳素在不同溶剂中液化生成的小分子化学品进行了总结,并重点对其液化机理的研究进展进行了阐述。提出了纤维素与甲壳素液化制备小分子化学品及机理研究中存在的一些问题及解决途径的建议,并对甲壳素的液化研究进行了展望。     

福建物构所电重整甲烷/二氧化碳制合成气研究取得进展

正天然气和二氧化碳通过重整反应转化为合成气,再经费托反应再进一步转化为各种重要化学品,不仅可以达到天然气高效利用的目的,还可有效减少温室气体排放。但传统重整反应中的一氧化碳歧化反应和甲烷热裂解容易产生积碳,高温下催化剂烧结/团聚的问题也会导致干重整性能的衰减。近日,中国科学院福建物质结构研究所功能     

氨基修饰Co6O6簇基MOFs的构筑及其对CO2吸附和催化转化研究

大气中二氧化碳(CO2)浓度的增加,引发了一系列环境和能源相关的问题,开发功能材料将CO2转化为有用的化工产品是一种有效的解决途径.金属有机框架(MOFs)由于具有结构多样、比表面积高、孔环境易修饰等优点,被广泛用于气体吸附和催化转化等领域的研究,并展现出极具潜力的应用价值.鉴于此,本文选用碱性基团(-NH2)修饰的吡...     

纤维素与甲壳素常压酸催化液化生成小分子化学品的机理研究进展

在过去的二十年里,利用常压催化液化法将木质生物质尤其是纤维素转化为小分子化学品的研究已经取得了一定的成果,近年来,常压催化液化法开始被应用于甲壳素生物质向小分子化学品转化的研究,极大地丰富了液化产物的种类尤其是含氮小分子化学品的类型。本文对常压下酸催化的纤维素与甲壳素在不同溶剂中液化生成的小分子化学品进行了总结,并重点对其液化机理的研究进展进行了阐述。提出了纤维素与甲壳素液化制备小分子化学品及机理研究中存在的一些问题及解决途径的建议,并对甲壳素的液化研究进行了展望。     

美开发二氧化碳制甲酸新方法

正美国普林斯顿大学设计出一种利用阳光能将二氧化碳和水转化为潜在替代燃料甲酸的有效方法。研究人员表示,这种方法利用二氧化碳,提供了一种有前景的可再生燃料制备方法。为了抑制因大气中温室气体如二氧化碳浓度增加引起的全球变暖,通常采用三个方法:开发替代能源,捕获和存储温室气体,以及再利用过量排放的温室气体。普林斯顿大学     

二氧化碳催化加氢制甲醇研究进展

近年来，许多工业领域频繁使用化石燃料，导致温室气体(GHG)大量排放，大气中二氧化碳含量急剧增多。化石燃料的枯竭，全球变暖、气候变化以及燃料价格的急剧波动，使新型环保燃料成为研究热点。将二氧化碳转化为高附加值产品的过程被认为是应对气候变化和能源高速消耗的有效措施。甲醇是一种重要的化工原料和能源，在行业内的需求与日俱增。为顺应国家双碳目标和绿色环保战略规划，CO₂热催化加氢制甲醇工艺得到广泛研究。使用二氧化碳生产甲醇工业生产过程中，二氧化碳的来源很多，可从炼油厂、炼煤厂、制锰厂等排放的烟气中分离。氢气可从绿色能源发电电解水得到，如太阳能、水力或风能发电。利用可再生能源进行CO₂催化加氢制甲醇，不仅可在很大程度减少二氧化碳排放，碳资源也可实现循环再生利用，能有效缓解我国当前能源及化工原材料缺口。通过介绍甲醇性质以及近年来国内外甲醇生产技术发展历史，从催化剂和工艺方面综述了甲醇制备方法以及尚需解决的关键问题，目前二氧化碳制甲醇催化剂虽然有了一定研究进展，但其性能距实现工业化还有一定难度，CO₂催化加氢制甲醇整体所需工业成本较高...     

赢创大力降低能耗较2004年已累计减少相关温室气体排放量达16％

作为全球领先的特种化学品公司之一，赢创工业集团已经大幅减低二氧化碳排放量。集团累计已成功地将化工生产过程中与能耗直接相关的温室气体排放量减少了16％：与2009年辛目比，赢毪42010年与能耗相关的温室气体排放量降低了3％。这一数据在赢创近期于布鲁塞尔发表的2010年度企业责任报告中备受瞩目。     

英国发明转化二氧化碳废气新技术

英国纽卡斯尔大学科学家开发出一项能够减少温室气体排放的突破性技术。这项高能效技术能够将二氧化碳废气转化为一种环状碳酸酯化合物。据估计,这项技术每年可望处理多达4800万t二氧化碳废气,从而把英国的二氧化碳排放量减少大约4％。这种技术靠一种催化剂使二氧化碳和环氧化物发生化学反应,从而把二氧化碳废气转化为环状碳酸酯。研究小组还研制出了一种异常活跃的催化剂。     

煤气化联合反应器提高氢气、一氧化碳产量及二氧化碳局部循环利用的探讨

本文讲述的是利用煤气化炉产生的高温高压蒸汽带动透平发电,利用电阻热作为热源,在高温高压条件下提高一氧化碳、氢气产率、降低脱碳单元二氧化碳排放、局部循环利用二氧化碳、提高碳利用率的设想。二氧化碳加氢催化生成甲醇是现在和将来发展的一项重要技术,但是提高低温下催化剂的活化能力和甲醇的高选择性依然是目前研究和攻关的重点,大型的工业化装置还未建成投产。为此,我们设想利用高温条件增加碳和水蒸气的反应、碳与二氧化碳的反应,以提高一氧化碳和氢气的产量,并充分的将煤中的碳转化到液体目标产品中去(比如甲醇、甲醛、乙二醇等)同时降低能耗,提高能效比。减少合成前期二氧化碳的排放,充分利用一氧化碳和氢气的高转化比,提高热值的同时实现生产系统局部的碳循环,减少"一碳化学"合成过程中二氧化碳的总排放量。