二氧化碳转化制备化学品的研究进展
电化学催化还原二氧化碳研究进展
电化学催化还原二氧化碳研究进展一、本文概述随着全球气候变化的日益严重，减少大气中二氧化碳（CO₂）的浓度成为了全球科研和工业界的重要任务。
电化学催化还原二氧化碳（CO₂RR）作为一种有效的技术手段，能够将CO₂转化为高附加值的化学品和燃料，如甲醇、乙醇、甲酸、一氧化碳和氢气等，因此在减少CO₂排放的也为可持续能源和化工产业提供了新的可能。
本文综述了近年来电化学催化还原二氧化碳的研究进展，重点介绍了催化剂的开发、电解槽的设计、反应机理的探究以及在实际应用中的挑战与前景。
在催化剂开发方面，本文概述了各种金属、金属氧化物、金属硫化物以及非金属催化剂的催化性能和应用。
在电解槽设计方面，本文讨论了电解槽的构造、电解质的选择以及电解条件的优化等关键因素。
文章还深入探讨了CO₂RR的反应机理，包括电子转移、中间体的形成和稳定性等，为设计更高效的催化剂提供了理论基础。
本文还分析了电化学催化还原二氧化碳在实际应用中所面临的挑战，如催化剂的活性、选择性、稳定性和成本等问题，并提出了相应的解决方案。
文章展望了电化学催化还原二氧化碳技术的未来发展方向，包括新型催化剂的开发、反应过程的优化以及与其他技术的集成等，以期为实现低碳、环保和可持续的社会发展做出贡献。
二、电化学催化还原二氧化碳的基本原理电化学催化还原二氧化碳（CO₂RR）是一种通过电化学过程将二氧化碳转化为有用化学品或燃料的技术。
其基本原理涉及到电解质的导电性、催化剂的活性和选择性，以及反应过程中涉及的电子转移和质子耦合等步骤。
在电化学反应中，二氧化碳分子接受电子和质子，经过一系列中间反应步骤，最终转化为所需的产物，如一氧化碳、甲烷、乙醇等。
催化剂在CO₂RR中起着至关重要的作用。
合适的催化剂能够降低反应的活化能，提高反应速率，并且对产物的选择性具有决定性的影响。
目前，研究者们广泛探索了包括金属、金属氧化物、金属硫化物等在内的多种催化剂。
其中，金属催化剂因其高活性和可调变性而受到广泛关注。
碳捕集与转化技术的最新研究进展
碳捕集与转化技术的最新研究进展在现代工业生产过程中，二氧化碳排放一直是一个大问题。
因为二氧化碳是一种温室气体，它的大量排放使得地球变得更热。
为了减少二氧化碳的排放，人类一直在尝试各种技术。
本文将介绍一些最新的碳捕集与转化技术的研究进展。
1. 碳捕集技术碳捕集技术是指将二氧化碳从燃烧废气中捕集出来，然后将其储存或利用。
目前，最常见的碳捕集技术是吸收剂法，它使用化学吸收剂将二氧化碳从废气中捕集出来。
近年来，新型的吸收剂正在被研发出来。
例如，研究人员最近发现了一种名为“二甲酰胺混合物”的吸收剂。
这种吸收剂比传统的胺类吸收剂更加稳定和高效，能够同时捕集二氧化碳和硫化物。
此外，一些新型的捕集技术也在被研究中。
例如，一种名为“固体氧化物电解质电池”的技术被证明可以在高温下将二氧化碳转化为一氧化碳，然后将其用于生产燃料。
2. 碳转化技术碳转化技术是指将二氧化碳转化为其他有用的化学品或燃料，从而减少其对环境的影响。
这些转化技术包括电解、光电化学和生物转化等。
电解法是将二氧化碳通过电化学反应转化为其他化学品的一种方式。
近年来，一种叫做“环氧乙烷”的化合物就是通过电解法生产出来的。
这种化合物可以用作冷却剂和杀虫剂。
光电化学法是指利用光和电将二氧化碳转化为其他化学品的一种技术。
例如，在此技术中，光线和电流可以同时刺激催化剂，将二氧化碳转化为甲烷等燃料。
生物转化法是指利用微生物将二氧化碳转化为有用的化学品或能量的一种技术。
近年来，一些微生物已经被发现能够利用二氧化碳进行光合作用或化学合成，从而产生能源或化学品。
总的来说，无论是碳捕集技术还是碳转化技术，它们都有着很大的潜力，可以帮助我们减少二氧化碳的排放并变废为宝。
虽然这些技术还需要更多的研究和改进，但是它们已经证明了自己的价值，在未来的绿色能源和环境保护领域将有着广泛的应用。
二氧化碳的利用研究进展
二氧化碳的利用研究进展目前，全球暖化和气候变化已成为全球关注的焦点问题。
二氧化碳被认为是导致全球暖化的主要原因之一，因此减少二氧化碳的排放已经成为全球合作的重要目标。
然而，仅仅减少排放是不够的，还需要通过利用二氧化碳来降低其浓度，以达到全球气候的稳定目标。
因此，二氧化碳的利用研究备受关注，并取得了一些重要的进展。
一种常见的二氧化碳利用方式是将其转化为有用的化学品。
例如，二氧化碳可以与氢气反应，生成甲酸、甲醇等碳氢化合物，这些化合物可以用作燃料或化工原料。
另外，二氧化碳也可以与氨反应，生成尿素，这是一种重要的化学品，广泛应用于农业和化工工业。
此外，还有研究表明，二氧化碳可以用作合成石墨烯、纳米碳管等碳材料的原料，这些材料具有广泛的应用前景。
除了化学转化，二氧化碳还可以被利用于碳捕获和储存技术。
碳捕获是指将二氧化碳分离出来，防止其进入大气中；碳储存则是指将分离出来的二氧化碳安全地储存起来，防止其再次排放到大气中。
目前，已经有一些碳捕获和储存项目在运行，如美国的“长途管道-储存”项目和挪威的“宋德菲尼德斯峡湾”项目。
此外，也有研究提出利用二氧化碳进行岩石矿物碳化的方法，将二氧化碳永久地储存在地球中。
除了上述方式，还有一些创新的二氧化碳利用技术正在研究和开发中。
例如，一种被称为“人工光合作用”的技术，可以利用太阳能和催化剂将二氧化碳和水转化成为燃料，如氢气和甲醇。
此外，还有研究发现，一些微生物可以利用二氧化碳进行生长和代谢，产生有用的化合物。
这些微生物可以通过基因改造来提高其二氧化碳利用效率，从而成为一种有潜力的二氧化碳利用技术。
尽管二氧化碳的利用研究已经取得了一些进展，但仍然存在一些挑战和难题。
首先，二氧化碳的转化过程需要高能耗和高成本，因此如何提高转化效率和降低成本是一个亟待解决的问题。
其次，二氧化碳的氧化还原性非常低，因此需要寻找高效的催化剂来促进其转化。
最后，二氧化碳利用技术的规模化应用还面临一些技术和经济上的挑战，包括储存和运输二氧化碳的问题。
二氧化碳催化加氢及其研究进展
二氧化碳催化加氢及其研究进展一、本文概述二氧化碳（CO₂）作为一种常见的温室气体，对全球气候变化产生了深远的影响。
然而，除了其对环境的负面影响外，CO₂也是一种丰富的碳源，具有潜在的化学利用价值。
近年来，通过催化加氢技术将CO₂转化为有用的化学品和燃料，已成为化学和能源领域的研究热点。
本文旨在全面概述二氧化碳催化加氢技术的研究现状、发展动态以及面临的挑战，以期为该领域的进一步研究和工业应用提供参考。
我们将首先介绍CO₂催化加氢的基本原理和催化剂类型，包括金属催化剂、非金属催化剂以及双金属催化剂等。
随后，我们将综述不同催化剂在CO₂加氢反应中的性能表现，包括活性、选择性和稳定性等方面。
我们还将探讨反应条件（如温度、压力、溶剂等）对催化加氢过程的影响，以及催化剂的再生和循环利用问题。
在总结现有研究成果的基础上，我们将分析当前CO₂催化加氢技术所面临的挑战，如催化剂活性不足、选择性差、稳定性差以及能耗高等问题。
我们还将展望未来的研究方向，包括新型催化剂的设计与开发、反应机理的深入研究以及反应过程的优化与控制等。
通过本文的阐述，我们期望能够为读者提供一个全面而深入的了解CO₂催化加氢技术的研究进展和前景，为推动该领域的可持续发展贡献力量。
二、二氧化碳催化加氢的基本原理二氧化碳催化加氢是一种将二氧化碳转化为有价值化学品的重要方法。
其基本原理在于利用催化剂将二氧化碳与氢气在适当的温度和压力下进行反应，生成一氧化碳或甲醇等化学品。
催化剂在反应中起到了关键作用。
常见的催化剂包括金属催化剂、金属氧化物催化剂和金属有机框架催化剂等。
这些催化剂能够降低反应的活化能，使反应在较低的温度和压力下进行。
二氧化碳催化加氢的反应过程涉及多个步骤。
在金属催化剂的作用下，氢气首先被吸附在催化剂表面，形成活性氢物种。
然后，二氧化碳分子与活性氢物种发生反应，生成中间产物，如甲酸或甲醇等。
这些中间产物进一步加氢或分解，最终生成目标产物。
二氧化碳电还原技术发展历程
二氧化碳电还原技术是一种将二氧化碳转化为有价值的化学品的技术。
它的发展历程可以概括为以下几个阶段：
1. 20世纪60年代至70年代：早期研究主要关注电化学方法将二氧化碳还原为甲醇。
这个阶段的研究主要集中在实验室规模，对电极材料和电解质进行了大量探索。
2. 20世纪80年代至90年代：研究重点转向了开发更高效的电极材料和提高电化学反应的选择性。
在这个阶段，人们发现了一些新的电极材料，如金属氧化物和导电聚合物，可以提高二氧化碳还原的效率。
3. 21世纪初至今：随着能源和环境问题的日益严重，二氧化碳电还原技术的研究得到了更多的关注。
在这个阶段，研究者们开始关注将二氧化碳转化为其他有价值的化学品，如甲酸、甲烷等。
此外，人们还开始研究将二氧化碳电还原技术应用于实际工业生产中，如电力储存、燃料电池等领域。
总的来说，二氧化碳电还原技术的发展经历了从实验室研究到工业应用的逐步推进过程。
目前，该技术仍在不断发展中，未来有望在能源和环境领域发挥重要作用。
CO2转化技术的研究现状与发展趋势
CO2转化技术的研究现状与发展趋势随着环境问题的不断加剧，CO2转化技术越来越被人们所关注。
CO2是一种重要的温室气体，其排放量不仅对人类健康及生态系统造成威胁，更是导致气候变化的主要原因之一。
因此，CO2转化技术的研究已成为减缓全球气候变化的重要手段之一。
一、CO2转化技术现状CO2转化技术目前已得到广泛的研究和应用，包括光催化、电化学、生物酶催化等多种技术手段。
1.光催化技术光催化技术是利用光能来激发固体表面的电子，从而促进CO2的转化为有用的化学品。
常见的催化剂包括TiO2、ZnO、CdS等半导体材料。
目前该技术已被应用于CO2的光解、光还原和光化学反应等方面。
光催化技术需要大量的光能来提供电子，因此其能效较低。
同时，催化剂的光吸收剖面也会限制该技术的转化效率和选择性。
2.电化学技术电化学技术是利用外部电势来促进CO2转化的过程。
该技术包括电解制氢、电化学合成烃类、电化学还原CO2等多个领域。
其中，利用电化学合成烃类是最有前景的CO2电化学转化技术之一。
当前，电化学技术的效率和选择性已有了很大提升，并且使用现代催化剂也能使CO2转化产物的选择性增加。
但电化学技术需要大量的电能来推动CO2的转化，因此需要更高效的电化学系统，同时还面临着催化剂寿命短、成本高等问题。
3.生物酶催化技术生物酶催化技术是利用酶催化反应来促进CO2的转化。
该技术不需要高温高压条件，具有反应温和、选择性高等优点。
此外，生物酶催化技术还能模拟生物体内的代谢过程，实现对CO2的高效转化。
例如，有机酸类催化剂和铁谷氨酸等天然酶都可以用于CO2转化。
不过，当前的生物酶催化技术还面临着反应速率慢、催化机制不明确等问题。
因此需要进一步优化反应条件和生物酶催化剂的设计，从而提高该技术的效率和可实施性。
二、CO2转化技术发展趋势CO2转化技术正在不断发展，在未来还有很大的应用前景。
以下是CO2转化技术的发展趋势：1.提高CO2转化技术的效率和可控性提高CO2转化技术的效率和可控性是未来研究的关键方向。
水溶液中电化学还原二氧化碳制甲酸的研究
水溶液中电化学还原二氧化碳制甲酸的研究一、本文概述随着全球气候变化的日益严重，减少温室气体排放、实现碳中和已成为全球共同的目标。
二氧化碳（CO₂）作为主要的温室气体之一，其减排和转化利用受到了广泛关注。
电化学还原二氧化碳（CO₂RR）是一种将CO₂转化为有价值化学品或燃料的有效方法，具有反应条件温和、产物多样性高等优点。
其中，甲酸（HCOOH）作为一种重要的化工原料和氢能源载体，其电化学还原制备过程具有重要的研究意义和应用价值。
本文旨在研究水溶液中电化学还原二氧化碳制甲酸的过程，通过深入探讨反应机理、催化剂设计、电解池构建以及反应条件优化等方面，以期提高甲酸产率、降低能耗，并为实现二氧化碳的高效转化和利用提供新的途径。
文章将首先介绍电化学还原二氧化碳制甲酸的研究背景和意义，然后详细阐述实验材料与方法、实验结果与讨论，最后总结全文并展望未来的研究方向。
通过本文的研究，旨在为电化学还原二氧化碳制甲酸领域的发展提供有益的参考和借鉴。
二、电化学还原二氧化碳的基本原理电化学还原二氧化碳（CO₂）制甲酸（HCOOH）是一种新兴的、环境友好的转化技术，旨在将大气中的温室气体转化为有价值的化学品。
该过程的基本原理涉及电解池中的阴极、阳极以及电解质溶液中的离子传递和电子转移。
在电解过程中，电解质溶液中的CO₂分子通过阴极附近的离子化过程，获得电子并被还原为甲酸根离子（HCOO⁻）。
同时，阳极处的水分子失去电子并被氧化为氧气和氢离子（H⁺）。
这些氢离子通过电解质溶液迁移到阴极，与甲酸根离子结合，生成甲酸（HCOOH）。
电化学还原CO₂的反应路径和产物分布取决于电解质的性质、电极材料、电流密度、温度以及压力等多个因素。
通常，甲酸的形成涉及多步电子转移过程，其中CO₂首先被还原为一氧化碳（CO），随后再被进一步还原为甲酸。
因此，优化电解条件和电极材料是提高甲酸产率和选择性的关键。
电解质溶液的选择也至关重要。
合适的电解质应能够有效传递离子，同时促进CO₂的溶解和还原。
二氧化碳转化为合成气及高附加值产品的研究进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2022年第41卷第3期二氧化碳转化为合成气及高附加值产品的研究进展邵斌，孙哲毅，章云，潘冯弘康，赵开庆，胡军，刘洪来（华东理工大学化学与分子工程学院，上海200237）摘要：由于二氧化碳（CO 2）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CO 2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CO 2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CO 2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CO 2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CO 2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。
关键词：二氧化碳；合成气；催化机理；催化剂；工业应用中图分类号：TQ211文献标志码：A文章编号：1000-6613（2022）03-1136-16Recent progresses in CO 2to syngas and high value-added productsSHAO Bin ，SUN Zheyi ，ZHANG Yun ，PAN Fenghongkang ，ZHAO Kaiqing ，HU Jun ，LIU Honglai(School of Chemistry and Molecular Engineering,East China University of Science and Technology,Shanghai 200237,China)Abstract:The global warming caused by excess carbon dioxide (CO 2)emission has been a worldwide focus.The development of carbon neutralization technologies is a strategic choice for the sustainability of human society.CO 2capture and conversion to high value-added chemicals is an ultimate technology for the goal of carbon neutralization,which can optimize the fossil fuel-dominated energy structure,effectively alleviate environmental problems,and achieve carbon recycling.This paper focuses on the efficient CO 2utilization by the route of CO 2-syngas-high value-added chemicals.As an important intermedia product,syngas is the most feasible for CO 2conversion and can be further transformed into value-added chemicals.Recent progresses in three CO 2to syngas technologies of thermo-catalysis,electrocatalysis and photocatalysis are reviewed,including the mechanism,catalysts design strategies,and the current industrial application prospects.Moreover,the conversion of syngas to light olefins and aromatics through the Fischer-Tropsch synthesis and relay catalytic routes are also reviewed.By analyzing and comparing the key technologies,特约评述DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-1909收稿日期：2021-09-07；修改稿日期：2021-10-19。
co2催化转化
co2催化转化CO2催化转化：实现碳资源高效利用的关键技术引言：二氧化碳（CO2）是目前全球温室气体排放中最主要的成分之一，其大量排放对全球气候变化产生了严重影响。
因此，将CO2催化转化为有用的化学品和燃料成为了当今研究的热点之一。
CO2催化转化技术的发展不仅能够减少温室气体排放，还能促进碳资源的高效利用，为可持续发展提供重要支撑。
本文将探讨CO2催化转化的意义、挑战和现有的研究进展。
一、CO2催化转化的意义CO2的催化转化具有重要的环境和经济意义。
首先，CO2是一种廉价、丰富的碳资源，通过催化转化可以将其转化为高附加值的化学品和燃料，实现碳资源的循环利用。
其次，CO2催化转化可以减少温室气体排放，缓解全球气候变化带来的挑战。
此外，CO2催化转化还可以降低对传统化石能源的依赖，推动能源结构的转型和可持续发展。
二、CO2催化转化的挑战尽管CO2催化转化具有巨大的潜力，但是其实现面临着一些挑战。
首先，CO2分子稳定性高，惰性大，需要高效的催化剂才能实现其转化。
其次，CO2催化转化过程中存在多种反应路径，选择合适的反应路径成为了研究的重点。
此外，CO2催化转化过程中的催化剂寿命、选择性以及产物分离等问题也需要解决。
三、CO2催化转化的研究进展近年来，研究人员在CO2催化转化领域取得了一系列重要进展。
以下将分别介绍催化剂设计、反应途径优化和产物开发等方面的研究进展。
1. 催化剂设计催化剂是CO2催化转化的关键。
研究人员通过调控催化剂的组成、结构和形貌等因素，提高催化剂的活性和稳定性。
例如，金属纳米颗粒催化剂可以提供丰富的活性位点，而基于金属有机骨架的催化剂则可以提高催化剂的稳定性。
2. 反应途径优化CO2催化转化的反应途径选择对于提高转化效率和选择性至关重要。
研究人员通过优化反应条件、调控催化剂表面的吸附位点等方法，实现了CO2的高效转化。
例如，通过调节反应温度和压力等条件，可以选择性地将CO2转化为甲酸、甲醇等有机化合物。
二氧化碳化学转化技术研究进展
山 东 化 工 Ｓ年第 ４７卷
二氧化碳化学转化技术研究进展
白振敏１，刘慧宏１，陈科宇２，赵之斌１
（１．海洋石油富岛有限公司，海南 东方 ５７２６００；２．中海石油化学股份有限公司，北京 １０２９００）
摘要：将二氧化碳（ＣＯ２）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 ＣＯ２是将其资源化利用的重要环 节。针对常见的 ＣＯ２转化策略，如 ＣＯ２分解反应、ＣＯ２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 ＣＯ２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 ＣＯ２转化发展进行了展望。 关键词：二氧化碳；活化转化；催化；新型技术 中图分类号：ＴＥ６４８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）１１－００７０－０３
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣＯ２ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｉｎｔｏｖａｌｕｅ－ａｄｄｅｄｃｈｅｍｉｃａｌｓａｎｄｆｕｅｌｓｉｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓｏｎｅｏｆｔｈｅｇｒｅａｔｅｓｔｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｏｆｔｈｅ２１ｓｔ ｃｅｎｔｕｒｙ．ＴｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆｉｔｓｒｅｓｏｕｒｃｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｉｓｔｏｆｉｎｄｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙａｃｔｉｖａｔｅＣＯ２ ｍｏｌｅｃｕｌｅ．Ｉｎｇｅｎｅｒａｌ，ｔｈｅｃｏｍｍｏｎｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｐｕｒｅＣＯ２ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇａｎｄｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆＣＯ２ ｗｉｔｈ ｈｙｄｒｏｇｅｎｓｏｕｒｃｅｃｏｍｐｏｕｎｄｌｉｋｅｈｙｄｒｏｇｅｎ（Ｈ２），ｍｅｔｈａｎｅ（ＣＨ４）ａｎｄｓｔｅａｍｅｄｗａｔｅｒ（Ｈ２Ｏ），ｈａｖｅｂｅｅｎｂｒｉｅｆｌｙｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｉｎｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａｆｔｅｒｅｘｐｌｏｒｉｎｇｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ，ｓｅｖｅｒａｌｎｏｖｅｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ｓｕｃｈａｓｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，ｓｏｌａｒｔｈｅｒｍｏｃｈｅｍｉｃａｌ，ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄｐｌａｓｍａｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｅｉｔｈｅｒｗｉｔｈｏｒｗｉｔｈｏｕｔｃａｔａｌｙｓｔｓ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｉｒｇｒｅａｔ ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅＣＯ２ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｆｉｅｌｄｓ．Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｅａｎｄｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｍｕｔｉ－ｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙｅｆｆｏｒｔｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｃｈａｌｌｅｎｇｅａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｓｆｏｒｔｈｅｆｕｒｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＣＯ２ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｈａｓｂｅｅｎｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅ；ａｃｔｉｖａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ；ｃａｔａｌｙｓｔ；ｎｏｖｅｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
二氧化碳制甲醇研究的进展
二氧化碳制甲醇研究的进展二氧化碳是造成全球变暖的祸首，应对不断增长的碳排放量成为全球经济发展的重大课题。
但它作为工业原料的用途却十分广泛。
在低碳、减排成为世界经济发展主题词的今天，国内外已经开发出多项二氧化碳的新用途——发电、洗涤、杀虫……在这些五花八门的新技术中，有一项技术因有望对石化产业乃至整个工业发展产生颠覆性影响尤其值得关注，这便是二氧化碳加氢制甲醇。
国外攻关日渐升温二氧化碳制甲醇对石化行业乃至世界工业的可持续发展究竟意味着什么？“二氧化碳制甲醇如果实现产业化将引发石化行业原料来源的变革。
因为一方面甲醇是用途最广的基础石油化工原料之一，它不仅本身可以直接用作燃料或者制汽油，同时甲醇也可以制芳烃、烯烃等化学品；另一方面，这一技术一旦获得突破和推广，意味着经济发展中面临的碳减排压力将得到有效缓解，之前人类发展中的减排负担将化身成为一项绿色产业的增长点。
”北京化工大学一位副教授告诉CCIN 记者。
据了解，二氧化碳制甲醇曾经一度在全球引发一场关于“甲醇经济”的广泛探讨。
诺贝尔化学奖得主、著名有机化学家乔治A·奥拉曾提出，以可再生能源制氢，再利用二氧化碳加氢合成甲醇的循环模式可作为应对油气时代过后能源紧缺问题的一条解决途径。
诺贝尔物理学奖获得者卡罗·卢比亚也多次公开建议采用二氧化碳制甲醇的方式取代现在风行的碳捕捉和封存，实现减排的同时为工业提供原料。
“正是基于以上原因，该技术成为目前全球最受关注的二氧化碳应用技术之一。
”北京化工大学这位副教授说，近几年来发达国家对二氧化碳制甲醇技术的探索研究步步升温，其探索步伐也一波三折。
早在2002年，韩国科学技术研究院纳米技术研究中心就已经开发出利用过渡金属催化剂在加温加压条件下日产100千克的二氧化碳加氢制甲醇中型试验装置，但由于种种原因，该装置后续的试验一度搁浅。
2009年，新加坡生物工程和纳米技术研究院的研究人员通过著名的专业杂志《应用化学》宣布，他们用N-杂环碳烯有机催化剂成功开发出了在室温下将二氧化碳转化为甲醇的催化工艺。
二氧化碳加氢制甲醇二氧化碳转化率
二氧化碳加氢制甲醇的研究和应用一直备受关注。
随着全球温室效应和能源危机的日益严重，寻找替代燃料和减少温室气体排放已经成为全球范围内的共同任务。
二氧化碳加氢制甲醇是一种潜在的可持续发展能源技术，可以通过将二氧化碳等温还原为甲醇，并作为清洁燃料使用。
在这一领域，二氧化碳转化率是一个重要的参数，它直接影响着生产效率和经济性。
1. 二氧化碳加氢制甲醇的研究背景二氧化碳是一种丰富而廉价的原料，在大气中的含量很高，在目前的社会发展中，二氧化碳的排放已经成为严重的环境问题。
世界各国能源消耗的速度也在迅速增长，传统化石燃料的使用已经带来了极大的环境负担。
寻找一种替代燃料，并将二氧化碳作为原料进行有效利用，已经成为一种新的发展方向。
2. 二氧化碳加氢制甲醇的原理二氧化碳加氢制甲醇是通过将二氧化碳与氢气在一定条件下催化反应制得甲醇。
这是一个多步反应过程，首先是将二氧化碳转化为氢气和一氧化碳，然后将氢气和一氧化碳进行加氢反应，最终制得甲醇。
这一过程不仅可以将二氧化碳转化为有用的化学品，也可以作为一种清洁的能源储备手段。
3. 影响二氧化碳转化率的因素在二氧化碳加氢制甲醇的过程中，二氧化碳转化率是一个非常重要的参数，它直接决定着甲醇的产量和产品质量。
影响二氧化碳转化率的因素主要包括反应条件、催化剂的选择和催化剂的性能等几个方面。
反应温度、压力、氢气/二氧化碳的摩尔比等条件都会对反应的效率产生重要的影响。
催化剂的选择和性能对二氧化碳转化率也有着至关重要的影响，其中催化剂的活性、选择性、稳定性等性能参数是影响二氧化碳转化率的关键因素。
4. 目前的研究进展针对二氧化碳加氢制甲醇过程中二氧化碳转化率的提高，国内外的研究者已经做出了大量的工作。
在反应条件方面，有学者通过优化反应条件，比如调节反应温度和压力，确定合适的氢气/二氧化碳摩尔比等方法，提高了反应的效率。
也有研究者专注于催化剂的研究和开发，设计了更有效的催化剂，并对其进行了系统的表征和评价，提高了二氧化碳转化率。
光催化CO2还原技术及催化剂的研究进展
光催化CO2还原技术及催化剂的研究进展1. 引言1.1 光催化CO2还原技术的重要性光催化CO2还原技术是一种绿色环保的技术，可以将二氧化碳转化为有用的化学品和燃料，有助于缓解全球变暖和温室气体排放的问题。
随着全球能源需求的增加和化石能源资源的逐渐枯竭，寻找可持续的替代能源已成为当务之急。
光催化CO2还原技术的重要性在于它可以利用太阳能或人工光源将二氧化碳转化为高附加值的产品，提供了一种可持续发展的能源解决方案。
光催化CO2还原技术还可以促进循环经济的发展，将废弃的二氧化碳资源重新利用，减少对自然资源的依赖，提高资源利用效率。
通过合理设计和优化催化剂，光催化CO2还原技术可以实现高效、经济、环保的CO2转化，为实现碳中和和可持续发展目标做出重要贡献。
光催化CO2还原技术的重要性不仅体现在对环境的积极影响，还体现在对经济和社会的广泛影响。
通过持续的研究和开发，光催化CO2还原技术有望成为未来能源和化工行业的重要技术和发展方向。
1.2 催化剂在光催化CO2还原中的作用在光催化CO2还原过程中，催化剂扮演着至关重要的角色。
作为催化剂的存在，可以降低CO2分子在光催化过程中的活化能，从而加速光催化CO2还原反应的进行速率。
催化剂可以提供活性位点，促进CO2分子的吸附和反应，同时也可以调控反应中间体的形成和转化，进而实现对CO2的高效转化。
催化剂的设计和选择直接影响光催化CO2还原技术的效率和选择性。
不同类型的催化剂具有不同的催化活性和特异性，例如金属纳米颗粒、金属有机骨架材料、半导体纳米材料等，它们在光催化CO2还原中展现出各自独特的催化性能。
深入研究催化剂在光催化CO2还原中的作用机制，探索高效、稳定的催化剂设计方案，是推动该技术快速发展的关键之一。
【字数：203】2. 正文2.1 光催化CO2还原技术的原理光催化CO2还原技术的原理是利用光能激发催化剂表面上的活性位点，将CO2分子与水分子在催化剂表面吸附然后发生催化反应，最终产生有机物质和氧气。
二氧化碳电化学还原的研究
二氧化碳电化学还原的研究二氧化碳是一个让人们非常头疼的问题，因为它被认为是增加温室气体的主要来源之一。
但是，现在有一种方法可以转换这个问题为解决方案，即通过将二氧化碳电化学还原为有价值的化学品来减小它对气候的负面影响。
在本文中，我们将讨论这种方法，并介绍一些近年来关于二氧化碳电化学还原的研究。
二氧化碳电化学还原的基本原理二氧化碳电化学还原指的是使用电化学方法将CO2还原为有用的化学品，如甲烷、乙烯、乙醇等。
它基本的原理是利用电化学催化剂（电极）使CO2分子发生电化学还原，即添加电子并形成有用的化合物。
在这个过程中，我们需要一些基本物理和化学原理。
首先，二氧化碳分子是一个比较稳定的分子，它具有高度的耐性，因为CO2化学键（C=O）在分子中很强，同时CO2还具有可比性低的化学反应活性。
因此，为了将CO2还原为有用的化学品，我们必须通过添加能量或催化剂来降低它的能量级。
化学反应中添加能量或催化剂，是通过吸收能量或引入催化剂来加速化学反应，而对于二氧化碳，我们需要使用电化学催化剂来激活其分子。
电化学催化剂电化学催化剂是实现电化学合成所必需的一种催化剂，它能够促进物质的电化学反应，而本质上并不参与反应本身。
电化学催化剂可分为金属催化剂和非金属催化剂两种，其中前者包括铜、铁、镍和钴等，后者包括金属氧化物、金属硫化物、非金属单质等。
针对二氧化碳电化学还原，传统的金属催化剂通常是铜、银和金等贵金属，但它们价格昂贵且不利于广泛使用。
因此，近来科学家们研究非金属催化剂的发展和应用。
其中一种较为广泛应用的是含氮材料催化剂，它能够通过与氧或氮之间的电子相互作用，促使CO2分子发生还原反应。
这类催化剂具有化学惰性、电子亲和性和超分子结构等一系列特点。
例如豆状二氮化钽（TaON），这种材料具有很好的电化学性能，不仅可以实现高效的二氧化碳电化学还原，同时也是一种绿色、可再生的材料。
二氧化碳电化学还原的应用领域在工业实践中，二氧化碳电化学还原可以转化为多种化学品，如甲烷、乙烯、乙醇等，它们逐渐成为替代石油化学品的发展方向。
二氧化碳转化制备高附加值化学品的研究
第51卷第5期 辽 宁 化 工 Vol.51，No. 5 2022年5月 Liaoning Chemical Industry May，2022二氧化碳转化制备高附加值化学品的研究高哈尔·努拉里1，肯杰别克·赛力克汗2（1. 新疆应用职业技术学院化工技术系, 新疆 奎屯 833200；2. 新疆独山子石化公司聚烯烃一部，新疆 独山子 833699）摘 要：二氧化碳气体排放量的增加，导致温室效应的现象加剧，进而使人们面临着环境的重大难题。
二氧化碳中含有丰富的碳源，且成本较低，因此可以利用将二氧化碳转化成其他含碳物质的方式，将二氧化碳资源合理的循环利用。
工业上可通过利用化学法方式将其转化为含碳化学品，实现二氧化碳高价值化利用。
基于此，从酶转化与化学转化两个方面出发，综述了近几年来国内外在二氧化碳高价值转化利用方面的最新研究，总结了其在转化方面与相对应的有效策略。
关 键 词：二氧化碳; 制备; 高附加值; 化学品中图分类号：X701 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2022）05-0719-03随着现代工业的崛起，其产生的二氧化碳的量也在不断地升高。
二氧化碳是一种容易引发温室效应的温室气体，在2020年全球二氧化碳排放量为567亿t，而我国的二氧化碳排放量大约在131亿t[1-3]。
随着科技的发展，人们对于二氧化碳的污染问题仍是越来越深入，二氧化碳含有丰富的碳资源，因此可以对它进行化学处理，使它转化成人们可利用的化学品，通过二氧化碳的捕获封存、转化、还原等技术，实现对二氧化碳的高效利用，最能满足当前工业发展的需要，又能实现二氧化碳的有效减排[4-5]。
1 酶催化法转化二氧化碳1.1 催化反应机理二氧化碳在生命体内进行固定与转化是生命生产的基础，其在包内进行转化的途径包括：卡尔文、还原性柠檬酸路径、还原性乙酰辅酶a路径、三羟基丙酸路径、三羟基丙酸四-羟基丁酸路径、二羧酸四羟基丁酸路径，而没在二氧化碳的转换过程中起着重要作用，这些代谢的途径为二氧化碳的固定提供了体外没法转化反应体系的建立推动。
二氧化碳的捕集与转化技术研究
二氧化碳的捕集与转化技术研究二氧化碳是导致全球气候变化的主要原因之一。
大量的二氧化碳排放在大气中，导致温室效应加强，导致气候变暖、海平面上升、生态环境恶化等问题。
因此，减少排放、降低二氧化碳浓度是环保领域中的热门话题。
二氧化碳的捕集与转化技术正逐渐成为解决这一问题的重要手段。
1. 二氧化碳的捕集技术二氧化碳的捕集技术是将二氧化碳从大气或工业废气中分离出来，以降低排放量和二氧化碳浓度。
常见的二氧化碳捕集技术有：1.1 吸收法吸收法是利用吸收剂吸收二氧化碳。
吸收剂通常是乙醇胺、氨、碱性液体等。
它们与二氧化碳接触时会反应生成一个化合物，即碳酸盐。
随着时间的推移，这种化合物会分解，并释放出二氧化碳。
吸收法具有成本低、易于操作的优点，但它需要处理吸收剂，因此需要消耗额外能源。
1.2 膜分离法膜分离法是使用特殊的膜材料将二氧化碳从气体混合物中过滤出来。
膜通常由聚合物、陶瓷、金属合金等材料制成，它们的表面有一系列的孔隙，在使用过程中，二氧化碳可以通过这些孔隙流过膜。
膜分离法具有效率高、处理量大的优点，但也需要能源的消耗。
1.3化学吸附法化学吸附法是利用吸附剂将二氧化碳从气体中提取出来。
这种吸附剂通常是一些具有特殊化学结构的纳米材料，例如金属有机框架、多孔性硅材料等。
这些吸附剂会通过微米级别的孔隙捕获二氧化碳分子，并将其定向地吸附在其表面上。
然后，二氧化碳可以通过升温、减压等方法从吸附材料中释放出来。
2.二氧化碳的转化技术二氧化碳的转化技术是将二氧化碳转化为其他有用的化学品或能源。
这种技术可以将二氧化碳变成可重复使用的原材料，在产生比传统方法更少的温室气体排放的同时，生产有益于人类的产品。
2.1电化学还原电化学还原是一种通过电解将二氧化碳转化为其他有用的化学品的方法。
在这种方法中，二氧化碳可以在较低的电压下被还原为更有用的化合物。
例如，利用千分之一的太阳辐射就可以转化为多氟联苯盐，这是一种用于制药、塑料和其他化学品的重要化合物。
电催化还原二氧化碳制备高附加值化学品的研究
电催化还原二氧化碳制备高附加值化学品的研究近年来，二氧化碳的排放问题引起了全球关注。
作为一种主要的温室气体，二氧化碳的释放严重影响着全球气候变化。
因此，寻找有效的CO2减排和综合利用技术成为了一项紧迫而重要的研究课题。
其中，电催化还原二氧化碳是一种非常有潜力的方法，可以将二氧化碳转化为高附加值的化学品，同时达到降低CO2排放的目标。
1. 电催化还原二氧化碳的原理和方法介绍电催化还原二氧化碳是利用电化学原理将二氧化碳还原为其他有机物的过程。
具体来说，该过程将二氧化碳转化为化学还原剂，并在电极表面通过电化学催化反应促进其进一步转化。
电催化还原二氧化碳的方法多种多样，常用的有气体相催化和液相催化两种。
在气体相催化中，二氧化碳通常被导入到催化剂的反应室中，经过反应转化为其他有机物。
而液相催化则是将二氧化碳溶解到溶剂中，通过电化学反应在溶液中进行。
2. 电催化还原二氧化碳制备高附加值化学品的优势与传统的二氧化碳减排和利用方法相比，电催化还原二氧化碳制备高附加值化学品具有以下优势：首先，电催化还原二氧化碳是一种相对绿色环保的方法。
相比于传统石油化工过程中的化学合成方法，利用二氧化碳合成化学品可以减少对化石能源的依赖，降低了二氧化碳的排放量。
其次，电催化还原二氧化碳可以制备多种高附加值的化学品。
通过选择不同的催化剂和反应条件，可以将二氧化碳转化为甲酸、甲醇、醋酸乙烯酯等有机化合物。
这些化学品在化工、医药等领域有着广泛的应用，具有较高的经济价值。
最后，电催化还原二氧化碳具有可持续发展的潜力。
电催化过程中所需的能源可以通过可再生能源来提供，如太阳能和风能，大大降低了对有限资源的依赖，有利于实现可持续发展。
3. 电催化还原二氧化碳的关键技术挑战尽管电催化还原二氧化碳具有许多优势，但同时也面临着一些关键技术挑战。
首先，催化剂的选择和设计是目前的研究重点。
寻找高效、稳定的催化剂对于提高CO2转化率和选择性至关重要。
研究人员通过改变催化剂的成分、结构和表面性质等来优化催化剂的性能，提高电催化还原二氧化碳的效率和选择性。
光电催化技术在二氧化碳转化中的研究
光电催化技术在二氧化碳转化中的研究随着全球二氧化碳排放量的不断增加，寻找有效的二氧化碳转化技术成为了亟待解决的环境问题。
光电催化技术作为一种环境友好的技术，近年来在二氧化碳转化领域引起了越来越多的关注。
本文将探讨光电催化技术在二氧化碳转化中的研究进展，并分析其潜在应用前景。
一、光电催化技术的基本原理光电催化技术是通过利用光能激发催化材料中的电子，促使催化剂在外加光源的作用下发生化学反应的一种技术。
光电催化技术的基本原理是将阳光中的可见光或紫外光通过光吸收材料吸收后，激发电子跃迁至导带，并通过表面催化反应将二氧化碳转化为有用的化学品。
二、光电催化技术在二氧化碳还原中的研究光电催化技术在二氧化碳还原中的研究主要集中在两个方面：一是采用光电催化材料将二氧化碳还原为燃料和高附加值化学品；二是利用光电催化技术在二氧化碳还原中合成新型催化剂。
针对第一方面，许多研究人员致力于开发高效的光电催化材料，以将二氧化碳转化为燃料，如甲烷、乙烯等。
其中，半导体纳米材料是受到广泛关注的研究对象，如二氧化钛、掺杂氧化锌等。
这些材料具有良好的光吸收性能和电子传输能力，能够有效地促进二氧化碳的还原反应。
同时，通过控制材料的晶体结构和表面形貌，可以进一步提高催化剂的活性和稳定性。
在第二方面的研究中，光电催化技术被广泛应用于催化剂的设计和合成。
光电催化技术可以通过调控光吸收材料的带隙能量、表面活性位点的存在和调控等方式，实现对催化剂的结构和性能进行精确控制。
这为制备高效、高选择性的二氧化碳转化催化剂提供了新的思路和方法。
三、光电催化技术的应用前景光电催化技术在二氧化碳转化中的研究虽然仍处于初级阶段，但其具有广阔的应用前景。
首先，光电催化技术具有晶体材料制备、光物理学和催化反应等多学科交叉的特点，能够提供更多的可能性和创新思路。
其次，光电催化技术在二氧化碳转化中具有无毒、无污染的特点，能够实现清洁能源的生产和环境保护的双重目标。
最后，光电催化技术具有高效、可控的特点，能够在低能耗和高选择性的情况下实现二氧化碳的转化。
二氧化碳到淀粉的全合成
二氧化碳到淀粉的全合成一、引言淀粉是植物中最主要的储能物质，也是人类主要的食物来源之一。
然而，淀粉的合成一直被认为是植物独有的过程，无法在实验室中人工合成。
然而，近年来的研究表明，二氧化碳可以通过一系列的化学反应转化为淀粉，从而实现淀粉的全合成。
本文将介绍二氧化碳到淀粉的全合成的研究进展。
二、二氧化碳的利用二氧化碳是一种常见的温室气体，对地球的气候变化产生了重要影响。
因此，将二氧化碳转化为有用的化学品是解决气候变化问题的重要途径之一。
近年来，研究人员发现二氧化碳可以通过光催化反应、电催化反应等方式转化为有机化合物，如甲醇、甲酸等。
这些有机化合物可以作为化工原料进一步合成其他化学品，包括淀粉。
三、二氧化碳到葡萄糖的转化淀粉的主要组成成分是葡萄糖，因此二氧化碳要转化为淀粉，首先需要将二氧化碳转化为葡萄糖。
研究人员通过光催化反应发现，二氧化碳可以与水和光合成催化剂共同作用，形成葡萄糖和氧气。
这一发现为二氧化碳到淀粉的全合成奠定了基础。
四、葡萄糖到淀粉的聚合反应葡萄糖是一种单糖，可以通过聚合反应形成淀粉。
聚合反应是一种化学反应，将小分子化合物通过共价键连接成高分子化合物。
在葡萄糖到淀粉的聚合反应中，研究人员发现，酶可以作为催化剂，加速葡萄糖的聚合反应。
通过调控酶的活性和反应条件，可以实现高效的淀粉合成。
五、二氧化碳到淀粉的全合成基于以上的研究成果，研究人员提出了二氧化碳到淀粉的全合成方案。
具体步骤如下：1. 光催化反应：将二氧化碳和水与光合成催化剂一起作用，生成葡萄糖和氧气。
2. 酶催化反应：将葡萄糖与酶一起作用，进行聚合反应，形成淀粉。
通过这一方案，二氧化碳可以直接转化为淀粉，实现了淀粉的全合成。
这一研究成果有望在解决气候变化和食品安全等问题上发挥重要作用。
六、研究进展和应用前景二氧化碳到淀粉的全合成仍处于实验室研究阶段，还存在许多技术和经济上的挑战。
然而，随着科学技术的不断发展和创新，相信这一方向的研究将取得更多突破。
二氧化碳加氢制甲醇研究进展
二氧化碳加氢制甲醇研究进展随着全球能源结构的转变和清洁能源需求的增加，二氧化碳加氢制甲醇技术引起了人们的广泛。
二氧化碳加氢制甲醇是一种将二氧化碳转化为甲醇的重要过程，具有降低温室气体排放、实现资源循环利用等重要现实意义。
本文将围绕二氧化碳加氢制甲醇的研究进展进行详细阐述。
二氧化碳加氢制甲醇的研究主要涉及工艺路线、催化剂和反应条件等方面。
目前，国内外研究者已取得了一定的研究成果。
在工艺路线方面，常见的工艺流程包括二氧化碳汽化、氢气压缩、催化剂制备、反应器设计等环节。
在催化剂方面，研究者已研发出多种高效、稳定的催化剂体系，如铜基催化剂、金属氧化物催化剂等。
在反应条件方面，影响因素包括温度、压力、原料气组成等，通过优化反应条件可提高甲醇的产率和选择性。
二氧化碳加氢制甲醇的研究方法主要包括实验设计和实验流程。
实验设计涉及到反应器类型、催化剂选择、原料气配比等因素，实验流程包括催化剂制备、装填、活性评价等步骤。
在数据分析方面，研究者通常采用表格、图表等形式对实验数据进行整理和对比，并借助相关软件进行数据分析，如Origin、Excel等。
近年来，二氧化碳加氢制甲醇的研究成果主要包括新工艺路线的开发、新催化剂的研发以及反应条件的优化。
在工艺路线方面，有研究者开发出一种基于循环法的二氧化碳加氢制甲醇工艺，实现了较高的甲醇产率。
在新催化剂方面，研究者报道了铜基催化剂、金属氧化物催化剂等在二氧化碳加氢制甲醇反应中的优异性能。
在反应条件优化方面，通过控制温度、压力和原料气组成等参数，已成功提高了甲醇的产率和选择性。
二氧化碳加氢制甲醇技术作为实现二氧化碳资源化利用的有效途径，具有重大研究价值。
目前，该领域的研究已取得了一定的进展，但仍存在诸多挑战和需要进一步探讨的问题。
未来研究方向可包括：1）深入探究催化剂活性组分与助剂之间的作用机制，以实现催化剂体系的进一步优化；2）加强反应工程研究，实现对反应条件的精确控制，提高甲醇产率和选择性；3）开展系统、全面的能效分析，优化工艺流程，降低生产成本；4）探索二氧化碳加氢制甲醇技术在其他领域的应用，例如与电力、燃料电池等领域相结合，实现多能互补，推动可持续发展。
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二氧化碳转化制备化学品的研究进展
摘要：二氧化碳是主要的温室气体，同时也是一种廉价、丰富的C1资源，将其转化为高附加值化学品具有重要的意义，而如何实现化学转化是一个极具挑战性的科学问题。
基于此，本文简要介绍了CO2转化制备化工产品的现状及其发展前景，以期为其高效转化利用提供基础。
关键词：二氧化碳；化学转化；化学品
二氧化碳是工业燃料燃烧的主要产物之一，也是主要的温室气体，在自然界普遍存在，约占大气的体积分数为0.03%。
随着碳排放量逐渐增大以及其给环保带来的巨大压力，CO2的减排已成为人们关注的焦点。
CO2的资源化利用是实现其减排的首要途径。
CO2 作为一种廉价、丰富的C1 资源，将其转化为高附加值化学品具有重要意义。
一般而言，CO2可转化制备的多种不同的化学品，如甲醇、合成气、低烯烃、醚等等。
由于CO2具有很高的标准生成热，结构非常稳定，要实现其在温和条件下的化学转化成为一个极具挑战性的科学问题。
因此，有必要对CO2转化为燃料、化工中间体等的研究进展进行介绍，从而为进一步实现CO2的高效转化利用提供基础。
1 CO2转化制甲醇
CO2直接催化加氢制甲醇是一个较经济的反应过程，早在1945年首次报道了Cu-Al催化剂上CO2和H2合成甲醇的研究。
在5.15MPa和275 oC下，以Cu-Zn-Al2O3为催化剂进行CO2和H2合成反应，CO2的转化率为16%，甲醇的选择性为28%。
近年来，报道了采用溶胶-凝胶技术制备Cu-ZnO-SiO2催化剂，在3.0 MPa、220 oC和6000 h-1的条件下，甲醇的选择性大于90%[1]。
尽管目前就CO2的转化率及对应甲醇的选择性提高方面都有了一定的研究进展，但就催化机理方面的认识还非常欠缺，如反应的中间产物、催化活性中心等都不明确，这方面的研究尚处于初级阶段[2]。
另外，就催化剂的稳定性和耐毒性问题也需要作进一步深入研究。
总体而言，二氧化碳转化制甲醇的方法耗能高、投资大、反应条件较为苛刻（～6 MPa，250～300 oC）。
2 CO2转化制碳酸二甲酯（DMC）
碳酸二甲酯中含有甲基、甲氧基、羰基等官能团，具有较低的毒性，是一种很好的环境友好型产品，在工业化应用中展现出潜在的价值。
CO2和甲醇合成DMC反应的平衡常数很小，这样将会使得CO2的平衡转化率也很小。
通过设计催化剂可以打破反应的化学平衡限制，从而有助于碳酸二甲酯的生成[3]。
目前研究的较多的催化剂有锡/钛的烷氧化物、碱/碱土金属碳酸盐和ZrO2基催化剂等等。
就锡/钛基催化剂而言，其催化活性较低；在超临界条件下碱/碱土金属碳酸盐也能够催化该反应，但是对应的DMC产率较低。
通过引入添加剂CH3I，可以有效的提高DMC的产率。
虽然人们已经开展了一系列的研究工作，但是二
氧化碳和甲醇直接合成DMC的工艺技术，尚未达到工业化所要求的程度。
这主要由于CO2的活化较困难，反应周期长，条件苛刻（～6 MPa、～200 oC），催化剂易中毒等因素造成的。
3 CO2重整制合成气
合成气是一种重要的化工原料，是H2和CO的混合物，可以用于制备一系列的化工产品，被人们称为“合成工业的基石”。
目前，主要通过CH4水蒸气重整法制备合成气，可以看出，CH4转化需要氧参与，而二氧化碳转化则需要耗氢，倘若能够将二者结合，则可解决CO2转化所需氢的问题。
就CO2重整制合成气而言，主要存在着能耗高，催化剂积炭严重等问题。
从节约成本角度出发，制备具有低成本和高性能的非贵金属催化剂已成为研究的重点，且大部分研究工作集中于Fe、Co和Ni系催化剂。
就Fe基和Co基催化剂来讲，它们的反应活性较低，很难通过改变制备条件实现其性能的显著提高。
相比而言，Ni 基催化剂展现出了与贵金属催化剂相当的反应活性，但其反应稳定性较差，这主要是由于Ni 催化剂烧结和积炭所引起的。
显然，开发具有廉价、高效、稳定的Ni基CH4-CO2重整反应催化剂将是这一领域的重点和难点[4]。
4 CO2热解制碳
在较苛刻的条件下，CO2可分解生成C、CO 和O2。
相关的研究表明该过程主要分为两步进行，即CO2与金属间发生氧化反应，进而生成的金属氧化物发生分解生成O2和金属，即可以使金属再生[4]。
目前，就这一反应过程的研究尚处探索阶段。
5 结语
CO2资源化利用，既是一次机遇又是一种挑战。
通过化学的方法实现CO2的转化利用是一种非常理想的CO2减排途径。
目前，人们已开展了CO2直接转化为不同化工产品的研究工作，并取得了一定的成果。
但是，如何实现温和条件下CO2的有效转化仍然是一个极具挑战的科学问题，其关键在于CO2分子的活化。
这就需要将CO2的转化与材料科学、催化理论以及过程工程科学进行有机结合，从而有助于探索制备高性能催化剂以及相应转化技术的工业化应用。
参考文献：
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