近期，安徽工业大学曾杰教授团队与日本富山大学椿范立团队合作，研制出新型“金属氧化物-分子筛”复合催化剂，基于多步串联催化过程，成功实现以二氧化碳和氢气为原料直接合成对二甲苯，并创下单程时空收率的世界纪录。北京时间6月10日，国际学术期刊《美国化学会志》发表了这项成果。
对二甲苯是生产聚酯纤维等化工产品的关键原料。当前，工业合成对二甲苯的普遍方法是基于重油的催化重整反应，每生产1吨对二甲苯约消耗4吨石油，同时排放出约3吨二氧化碳。
利用可再生能源电解水制氢，再与二氧化碳反应直接制备对二甲苯，有望在实现温室气体二氧化碳的资源化利用的同时，为传统高能耗、高排放的生产工艺提供替代方案。
据了解，研究团队研发的复合催化剂主要由两个模块组成。其中，金属氧化物模块负责催化二氧化碳加氢得到短链烯烃，分子筛模块则负责催化短链烯烃的聚合、环化和芳构化过程，最终产生对二甲苯。为提升对二甲苯的选择性，研究团队对分子筛模块进行了“胶囊化”的精细设计。其内部的空心结构能有效促进中间体的传质过程。同时，分子筛孔径与对二甲苯分子大小相匹配，可以特异性促进对二甲苯产物由内到外的扩散过程。
此外，研究团队还对“胶囊”的外表面进行了钝化处理，避免产出的对二甲苯进一步发生异构化和烷基化等副反应。基于这一独特设计，研究团队将对二甲苯的单程时空收率提升至一个新高度，使用1000克复合催化剂持续工作一天即可获得1000.8克对二甲苯，远超现有科技文献记载的性能水平。
研究人员表示，他们提出的复合催化剂设计思路还有望拓展到其他二氧化碳加氢反应体系中，进而实现对高附加值产物碳链长度、分子尺寸的“量身定制”。
中华人民共和国国家发展和改革委员会 中华人民共和国工业和信息化部 中华人民共和国应急管理部 中华人民共和国生态环境部 中华人民共和国科学技术部 中华人民共和国财政部 中华人民共和国商务部 中国石油和化学工业联合会
江苏省发展和改革委员会 江苏省工业和信息化厅 江苏省财政厅 江苏省生态环境厅 江苏省科学技术厅 江苏省商务厅 江苏省应急管理厅 江苏省市场监督管理局 江苏省统计局
北京市化学工业协会 天津市石油和化工协会 辽宁省石油和化学工业协会 内蒙古石油和化学工业协会 重庆市石油与天然气学会 河北省石油和化学工业协会 山西省化学工业协会 吉林省能源协会 黑龙江省石化行业协会 浙江省石油和化学工业行业协会 安徽省石油和化学工业协会 福建省石油和化学工业协会 江西省石油和化学工业协会 河南省石油和化学工业协会 湖北省石化行业协会 湖南省石油化学工业协会 广东省石油和化学工业协会 海南省石油和化学工业行业协会 四川省化工行业协会 贵州省化学工业协会 云南省化工行业协会 陕西省经济联合会 甘肃省石化工业协会 青海省化工协会
电话：协会：025-8799064 学会：025-86799482
会员服务部：025-86918841
信息部：025-86910067
传真：025-83755381
邮箱：jshghyxh@163.com
邮编：210019
地址：南京市梦都大街50号东楼(省科技工作者活动中心)5楼
增值电信业务经营许可证：苏B2-20110130
备案号：苏ICP备13033418号-1
