以后二氧化碳也许要成“香饽饽”了,这东西原来是一种重要的生产原料,不仅能造淀粉造酒精,还能造甲酸等燃料。
今年9月24日,一条中国科学家在全球首次实现二氧化碳到淀粉从头合成的消息轰动全球,中科院天津工业生物技术研究所马延和团队首次实验实现了从二氧化碳到淀粉分子的全合成,生产效率要比种植玉米生产淀粉高数百倍。这消息几乎让全世界为之疯狂,这消息被认为是今年科技领域具有重大颠覆性的突破。借用《中国青年报》的话说就是这是要让人类靠“喝西北风”活着成为可能。
由此人们也才知道二氧化碳并非是一无是处的废气了,它也可以是一种生产原料,而据《中国青年报》等媒体12月14日的报道,中国科学技术大学的曾杰教授与电子科技大学的夏川教授、中国科学院大连化学物理研究所肖建平研究员合作,通过科技手段将二氧化碳转化成了高纯度的液态燃料甲酸,相关论文已经于12月14日在国际顶级学术期刊《自然·纳米技术》杂志上发表。
我们都知道二氧化碳是一种主要由煤、木材、石油制品燃料等可燃物燃烧后排出的废气,或者说它本身就是燃料燃烧后的废气,既然成了废气,又如何会重新变成燃料呢?难道要将其进行逆向化学反应来还原吗?
实际上并没有那么复杂,曾杰、夏川、肖建平教授的联合团队是基于固态电解质开发了一种新型电解反应器,以及一种低成本、高活性的铜基单原子催化剂,从而实现了二氧化碳到甲酸的单一转化,这种新型电解装置配合所研制的催化剂,能以二氧化碳和水作为原料,使其分子原子重新排列组合成甲酸成分,从而就能直接连续制备出无需分离的甲酸液态燃料了。
甲酸又叫蚁酸,存在于蚂蚁等虫子的分泌物中,它的化学式为HCOOH,分子量46.03,是最简单的羧酸,液体无色但有刺激性气味,酸性很强,遇火可燃烧或爆炸,是目前用量很大的有机化工原料,也可用作消毒剂和防腐剂。
三位教授联合的研究团队利用这一技术已经在实验室实现了浓度为0.1摩尔每升的纯甲酸水溶液,这种制备方法有望大幅降低二氧化碳电解工艺中的产物分离成本。
不过这一制备过程中需要持续利用电能,我国是世界第一发电大国,太阳能、风能和水能生产的阶段性电能高峰期都可以用来制备,而且制备出来的甲酸燃料纯度极高,并不需要像其他甲酸生产方法那样再进一步分离。该领域专家认为这项研究将对驱动二氧化碳转化可用产品的产业化进程和全球碳减排的目标具有重大意义。
实际上用二氧化碳不但能造淀粉造甲酸,还可以制造酒精、乙烯、碳酸氢铵、小苏打、纯碱、尿素、铅白颜料、饮料、灭火材料等,说二氧化碳这种废气也是一种生产原料并不夸张。
参考资料:
《中国青年报》12月14日文章《新突破!我国科学家将二氧化碳“变身”纯甲酸液体燃料》
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