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記者16日從江南大學(xué)獲悉，該校化學(xué)與材料工程學(xué)院劉小浩教授團(tuán)隊創(chuàng)新性地采用結(jié)構(gòu)封裝法，構(gòu)筑了納米“蓄水”膜反應(yīng)器，在國際上首次實現(xiàn)了二氧化碳在溫和條件下一步近100％轉(zhuǎn)化為乙醇。相關(guān)研究成果發(fā)表于《美國化學(xué)會·催化》。

江南大學(xué)供圖

近年來，科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)了多種途徑將二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙醇，比如光催化、電催化以及間歇釜熱催化。相較于上述技術(shù)途徑，在連續(xù)流固定床反應(yīng)器中，由于便捷的物質(zhì)流和能量流管理，更容易實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。但目前的技術(shù)無法實現(xiàn)可控精準(zhǔn)增碳定向生成乙醇，易產(chǎn)生大量低價值的副產(chǎn)物。

江南大學(xué)供圖

該科研團(tuán)隊構(gòu)筑的納米“蓄水”膜反應(yīng)器，合成的催化劑結(jié)構(gòu)類似于一個膠囊，內(nèi)部封裝了二氧化鈰載體分散的雙鈀催化劑。劉小浩介紹，膠囊的殼層具有高選擇性，疏水修飾后，保證內(nèi)部生成的水富集而產(chǎn)物乙醇可以溢出。其中的水環(huán)境可以穩(wěn)定雙鈀活性位點，該催化劑能夠?qū)崿F(xiàn)溫和條件下（3ＭＰａ，240℃）二氧化碳近100％選擇性高效穩(wěn)定轉(zhuǎn)化為乙醇。值得一提的是，這項研究構(gòu)筑的雙鈀活性位點具有獨特的幾何和電子結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)二氧化碳加氫定向生成單一高價值產(chǎn)物乙醇。

“催化劑合成工藝和催化反應(yīng)路線簡單，有大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用前景。”劉小浩表示。

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