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記者16日從江南大學獲悉，該校化學與材料工程學院劉小浩教授團隊創新性地采用結構封裝法，構筑了納米“蓄水”膜反應器，在國際上首次實現了二氧化碳在溫和條件下一步近100％轉化為乙醇。相關研究成果發表于《美國化學會·催化》。
江南大學供圖
近年來，科學家已經開發了多種途徑將二氧化碳轉化為乙醇，比如光催化、電催化以及間歇釜熱催化。相較于上述技術途徑，在連續流固定床反應器中，由于便捷的物質流和能量流管理，更容易實現工業應用。但目前的技術無法實現可控精準增碳定向生成乙醇，易產生大量低價值的副產物。
江南大學供圖
該科研團隊構筑的納米“蓄水”膜反應器，合成的催化劑結構類似于一個膠囊，內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，保證內部生成的水富集而產物乙醇可以溢出。其中的水環境可以穩定雙鈀活性位點，該催化劑能夠實現溫和條件下（3ＭＰａ，240℃）二氧化碳近100％選擇性高效穩定轉化為乙醇。值得一提的是，這項研究構筑的雙鈀活性位點具有獨特的幾何和電子結構，可實現二氧化碳加氫定向生成單一高價值產物乙醇。
“催化劑合成工藝和催化反應路線簡單，有大規模工業化應用前景。”劉小浩表示。
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