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近日，中国科学院山西煤炭化学研究所在二氧化碳加氢制甲醇技术方面取得进展。由副研究员赵宁带领的研究团队与所内课题组密切配合，完成了二氧化碳加氢制甲醇工业单管实验，并实现了稳定运行，标志着该技术向工业化迈出了坚实一步。
甲醇是化学工业中最重要的基础原料之一，主要用于生产甲醛、二甲醚、醋酸等化工产品，也可用作生产烯烃（乙烯、丙烯），芳烃（苯、甲苯、二甲苯），汽油等化学品或燃料，从而部分缓解对于石油资源的依赖。此外，甲醇还是一种清洁能源，可以作为内燃机或燃料电池的燃料使用。将二氧化碳中的碳、氧资源进行利用，通过加氢过程合成甲醇，有助于实现碳资源的循环利用并减少对化石能源、资源的依赖，同时减轻环境负担。
由于二氧化碳难以活化，因此高效催化剂的研发是实现二氧化碳加氢制甲醇过程的研究重点。课题组通过多年的系统研究，对铜基催化剂的设计与制备、催化剂的构效关系、反应工艺、二氧化碳活化和加氢反应机理等方面均有了深入的认识。研究结果表明，CO2转化率与Cu的表面积相关，目的产物甲醇的选择性与催化剂表面的强碱位以及特殊价态铜物种（Cuα+）相关。研究结果发表在高水平学术期刊上（J. of Catal., 2013, 298: 51-60; Appl. Catal. A: General, 2013, 468: 442-452; J. of CO2 Utiliz., 2013, 2: 16-23; Catal. Sci. & Tech., 2012, 2 (7): 1447-1454; 2015,5,4365-4377; Catal. Today, 2012, 194 (1): 9-15; Catal. Comm., 2014,50,78-82; RSC Advances, 2014, 4, 48888-48896; J. of Power Sources 2014, 251, 113-121; Catalysis Letters, 2015,145,1177-1185; Appl. Catal. B:2016,191,8-17）。
在此基础上，课题组开发出了具有自主知识产权的铜基催化剂，授权国家发明专利2项(201310175806.X, 201410001618.X)，并实现了催化剂的制备放大。工业单管实验结果表明，催化剂的性能达到了国内先进水平。
该项目得到了山西省煤基重点科技攻关项目、国家自然科学基金和国家科技支撑计划的支持。 |
