二氧化碳大規模（mó）資源（yuán）化利用有新途

　　實現“雙碳”目標離不開二氧化碳（tàn）的減排，而（ér）二氧化碳（tàn）的規模化高（gāo）附加值利用是極具挑戰（zhàn）性的重要（yào）戰略方向。4月3日，記者從中國科學院大連化學物理研究所（suǒ）了解到，該所劉中民（mín）院士團隊提出（chū）了二氧化碳與烷烴（tīng）耦合製備（bèi）芳烴大宗化（huà）學品的新途（tú）徑。

　　研究團隊發現使用酸性（xìng）分子篩作為催（cuī）化劑，可催化二氧化碳與輕質烷烴發生耦合反應，同時促進（jìn）芳烴的生成，產物中芳（fāng）烴選擇性高達80%。在特定條件下，約3/4的二氧化碳轉化（huà）為可用作化工（gōng）原料的一氧化碳（tàn）產物，進一步研究證實約1/4已轉化的（de）二氧化碳的碳原子直接進入了芳烴產物。

　　據介紹，將二氧化碳作（zuò）為原料高效轉化為大宗化學品（pǐn）一直是巨大挑戰。芳烴是有機化工中重要的基礎原料，目前主要通過（guò）石腦油催化重整等石化路線進行生產，存在原料和目標（biāo）產（chǎn）品之間碳氫不平衡的問題。引入二（èr）氧化碳與富氫的烷烴耦合調控其反應的碳氫平衡，提高目標產物選擇性，同時將二氧化碳轉化為有用的化工原料或產品，以實現二（èr）氧化碳資源化利用，對傳統（tǒng）芳烴生產技術具有變革性意義。

　　研究團（tuán）隊以HZSM-5分子（zǐ）篩為（wéi）催化劑，對比研究了正丁烷、正（zhèng）戊烷和（hé）正（zhèng）己烷在氦（hài）氣和二（èr）氧化碳氣（qì）氛中的轉化反應，並詳細研究了分子篩酸性（xìng）、反應溫度、壓力、二氧化碳加入量等條件對耦合（hé）反應的影響。結果表明，二氧化碳（tàn）的引入（rù）可大幅促進芳烴的生成，同時甲烷和乙烷等小分子烷烴的生成（chéng）受到抑製。

　　對反應後的催化劑進行分析，研究團隊發現了大量甲基取代的內酯和甲基取代的環烯酮等含氧物種。通過同位素標記實驗和一係列（liè）驗證實驗，他們證實這些含氧中間體由二氧化碳與烴（tīng）類耦合轉化生（shēng）成，提出並證明了耦（ǒu）合反（fǎn）應發生的途徑，即二（èr）氧化碳與碳正離子反應得到（dào）環內酯（zhǐ），環內酯進一步轉化為甲（jiǎ）基環烯酮，甲基環烯酮（tóng）轉化為芳烴產物（wù）。研究團（tuán）隊（duì）進一步采用密度（dù）泛函理論計算了耦合（hé）反應機理各步驟的能壘，驗證了耦合反應機理的可行性。

　　“這項成果最大（dà）的亮點是證實了二氧化碳與烷烴耦合（hé）反應不僅可以將其轉化為一氧化（huà）碳（tàn），更重要的是部分二氧化碳的碳原子可以（yǐ）直（zhí）接進入芳烴產物，促進芳烴的生成並提高產物中芳烴的選擇性，為二（èr）氧化碳大規模資源化利（lì）用提供了一條有效的途徑，具有廣闊的應用前景。”劉中民表示，將二（èr）氧化碳作為碳資源進行（háng）高附加值（zhí）利用，對實現“雙碳”目標的技（jì）術路徑設計具有（yǒu）重大意義。