眾所周知，二氧化碳是造成溫室效應的重要因素，將二氧化碳轉化為如甲醇等大宗化工產品或液態燃料，是最有效的減排方式之一。記者從昆明理工大學和大理大學獲悉，我國科學家最近聯合國外團隊，在這一領域取得重要進展，并形成了二氧化碳加氫制甲醇的新機制。《細胞》的首個化學類姐妹刊《化學》11月26日發表了這一最新成果。
此前，盡管國際學術界對二氧化碳加氫產出甲醇的反應作了大量研究，但對這個過程的催化機理仍未有全面認識。水是二氧化碳加氫制甲醇最重要的副產物之一，對二氧化碳轉化率和甲醇選擇性都至關重要。然而，水在二氧化碳轉化機理方面的作用一直處于推測階段。
大理大學校長、昆明理工大學省部共建復雜有色金屬資源清潔利用國家重點實驗室主任王華教授，與昆明理工大學李孔齋教授、哥倫比亞大學陳經廣教授等人合作，采用原位紅外和瞬態同位素示蹤實驗，研究了在銅-氧化鋅-二氧化鋯催化劑上，二氧化碳加氫制甲醇過程中水的作用機制。研究表明，水與甲氧基的水解反應是甲醇生成的最后一步，而非通常認為的甲氧基繼續加氫反應;他們還發現了解離脫附水是與甲氧基反應生成甲醇的活性物種，催化劑的三維有序大孔結構，可有效促進水在催化劑顆粒間的擴散速率，從而獲得高的甲醇選擇性。此外，在反應氣中加入少量的水能夠提升甲醇產率。
王華教授團隊長期從事冶金節能減排方面的研究。他向科技日報記者介紹，高爐煤氣是鋼鐵工業中最主要的二氧化碳排放源，而甲醇是一種重要的化學和能量載體，將二氧化碳轉化為甲醇，不僅可以減少二氧化碳排放，也有望替代化學工業中甲醇合成的傳統工藝。然而，高爐煤氣排放的煙氣中一氧化碳與二氧化碳共存，盡管一氧化碳催化加氫工藝較為成熟，但分離提純能耗較高?；诖?，研究團隊提出了“一氧化碳-二氧化碳共氫化”?制甲醇的方法。經過近10年的創新，他們構建了系列雙活性位高效催化劑，并進行了每天10千克甲醇產量的擴試試驗，設計了年產1000噸甲醇的高爐煤氣制甲醇生產線。
此項成果可以對冶金工業二氧化碳減排與資源化利用有重要意義。此外，他們還提出利用?“太陽燃料”的設想。這一設想中，將由燃料產生的二氧化碳與來自可再生能源的氫氣通過加氫反應生成甲醇，這或將影響未來能源產業發展。
