我国首创二氧化碳一步变乙醇

    近日，我国科学家首次实现了二氧化碳一步近100%转化为乙醇。江南大学刘小浩教授团队提出了一种全新的催化剂设计策略，通过结构封装法，构筑双钯位点纳米“蓄水”膜反应器，实现二氧化碳在温和条件下连续流一步无副反应高效稳定制乙醇。

    乙醇，俗称酒精，既是重要的基础化学品，又与人们的日常生活息息相关，可用于制造饮料、消毒剂、车用燃料。同时，乙醇还可以转化为乙烯和下游高价值化工产品。在乙醇制备方面，工业上一般采用粮食发酵法和煤基乙醇技术。粮食发酵法制备乙醇不可避免出现“与人争粮”的局面；煤基乙醇工艺路线复杂，且制造乙醇过程中产生大量的二氧化碳。

    近年来，科学家已开发多种途径将二氧化碳转化为乙醇，比如光催化、电催化，以及间歇釜热催化。相较于上述技术途径，在连续流固定床反应器中，由于便捷的物质流和能量流管理，更容易实现工业应用。但目前的技术无法实现可控精准增碳定向生成乙醇，易产生大量低价值的副产物。

    此次，研究人员创新性地采用“结构封装法”精准构筑“双钯催化位点”纳米“蓄水”膜反应器，合成的催化剂结构类似于一个胶囊，胶囊内部封装了二氧化铈载体分散的双钯催化剂。胶囊的壳层具有高选择性，疏水修饰后保证内部生成的水富集而产物乙醇可以溢出，其中的水环境可以稳定双钯活性位点。在温和条件下，即约30个大气压、240摄氏度，该催化剂能够实现二氧化碳近100%选择性高效稳定转化为乙醇。

    利用二氧化碳作为碳源一步直接合成更高价值的乙醇，不仅可以避免消耗粮食和煤炭资源，还能降低二氧化碳排放。研究人员表示，催化剂合成工艺和催化反应路线简单，有大规模工业化应用前景。

    （《科普时报》5.19 史诗）