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      用二氧化碳合成乙烯

      發布時間:2020-03-30 15:09:34

         乙烯是最常用的化工產品,全球每年的需求量高達1.5億噸,其中大部分用于生產電子元件、紡織物中的各類塑料制品。目前,乙烯是以天然氣為原料制成的,主要流程是裂解含有乙烯的長鏈烴。但是這種方法不僅能耗驚人,還會排放大量溫室氣體。
         最近,科學家依靠電解池(依靠電能驅動化學反應的設備),以二氧化碳氣體、水和特定的有機物為原料,在銅催化劑的表面合成出了乙烯。相關研究發表在2019年11月的《自然》雜志上。研究不僅為乙烯生產開辟了新的道路,還為以二氧化碳為原料合成其它化工產品指明了方向。
         特德? 薩金特(Ted Sargent)是加拿大多倫多大學的工程師,他最先想到或許可以用這種方法合成乙烯。不過,剛開始時這種方法的耗電量也很大,合成效率很低。為此,薩金特專門求助了美國加州理工學院分子設計與合成方面的專家。
         喬納斯?彼得斷( Jonas Peters)和西奧多?阿加皮耶( Theodor  Agapie)都在加州理工學院工作。接到邀請后,他們立即展開實驗,嘗試在銅催化劑中加入不同的有機物。
       
         他們發現,一種芳基吡啶鹽最合適。薩金特表示,這種有機物會在銅的表面形成不溶于水的薄膜,可以使二氧化碳分子位于最佳位置,提高與其他分子接觸的效率。改進后,乙烯的產量提高了,甲烷和氫氣之類的副產物也減少了。
         當然,要實現工業規模生產,還需進一步提高反應效率,所用的二氧化碳也最好是來自火力發電廠(燃煤或燃氣)排放的廢氣。此外,還可以依靠風能等可再生能源發電,從而降低電能成本。
         美國可再生能源實驗室( National  Renewable Energy Laboratory,位于科羅拉多州戈爾登市)的高級研究顧問蘭迪·科特菜特( Randy  Cortright,并末參與這項研究)表示:“這是一次重大的突破。”他認為,這項研究會得到很多科學家的關注,并以此為基礎繼續研究。


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