山西煤化所完成二氧化碳加氫制甲醇工業(yè)單管實(shí)驗(yàn)

　　近日，中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所在二氧化碳加氫制甲醇技術(shù)方面取得進(jìn)展。由副研究員趙寧帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)與所內(nèi)課題組密切配合，完成了二氧化碳加氫制甲醇工業(yè)單管實(shí)驗(yàn)，并實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)行，標(biāo)志著該技術(shù)向工業(yè)化邁出了堅(jiān)實(shí)一步。

　　甲醇是化學(xué)工業(yè)中最重要的基礎(chǔ)原料之一，主要用于生產(chǎn)甲醛、二甲醚、醋酸等化工產(chǎn)品，也可用作生產(chǎn)烯烴（乙烯、丙烯），芳烴（苯、甲苯、二甲苯），汽油等化學(xué)品或燃料，從而部分緩解對(duì)于石油資源的依賴。此外，甲醇還是一種清潔能源，可以作為內(nèi)燃機(jī)或燃料電池的燃料使用。將二氧化碳中的碳、氧資源進(jìn)行利用，通過加氫過程合成甲醇，有助于實(shí)現(xiàn)碳資源的循環(huán)利用并減少對(duì)化石能源、資源的依賴，同時(shí)減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。

　　由于二氧化碳難以活化，因此高效催化劑的研發(fā)是實(shí)現(xiàn)二氧化碳加氫制甲醇過程的研究重點(diǎn)。課題組通過多年的系統(tǒng)研究，對(duì)銅基催化劑的設(shè)計(jì)與制備、催化劑的構(gòu)效關(guān)系、反應(yīng)工藝、二氧化碳活化和加氫反應(yīng)機(jī)理等方面均有了深入的認(rèn)識(shí)。研究結(jié)果表明，CO2轉(zhuǎn)化率與Cu的表面積相關(guān)，目的產(chǎn)物甲醇的選擇性與催化劑表面的強(qiáng)堿位以及特殊價(jià)態(tài)銅物種（Cuα+）相關(guān)。研究結(jié)果發(fā)表在高水平學(xué)術(shù)期刊上（J. of Catal., 2013, 298: 51-60; Appl. Catal. A: General, 2013, 468: 442-452; J. of CO2 Utiliz., 2013, 2: 16-23; Catal. Sci. & Tech., 2012, 2 (7): 1447-1454; 2015,5,4365-4377; Catal. Today, 2012, 194 (1): 9-15; Catal. Comm., 2014,50,78-82; RSC Advances, 2014, 4, 48888-48896; J. of Power Sources 2014, 251, 113-121; Catalysis Letters, 2015,145,1177-1185; Appl. Catal. B:2016,191,8-17）。

　　在此基礎(chǔ)上，課題組開發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的銅基催化劑，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利2項(xiàng)(201310175806.X, 201410001618.X)，并實(shí)現(xiàn)了催化劑的制備放大。工業(yè)單管實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，催化劑的性能達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

　　該項(xiàng)目得到了山西省煤基重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家科技支撐計(jì)劃的支持。