國家重點研發計劃“離子液體強化CO2綠色轉化新過程”項目啓動_風聞

4月13日，由中科院過程工程所牽頭的國家重點研發計劃“離子液體強化CO2綠色轉化新過程”項目啓動會暨實施方案論證會在北京順利召開。科技部高技術研究發展中心“變革性技術關鍵科學問題”重點專項管理辦公室代表、專項及項目專家組、項目牽頭及參與單位管理部門負責人、課題負責人和科研骨幹等50餘位代表以線上線下相結合的方式參加會議。會議由中科院化學所韓布興院士主持。

　　科技部高技術研究發展中心代表首先感謝過程工程所對中心科技管理工作的大力支持，指出“變革性技術關鍵科學問題”專項以國家重大戰略需求為牽引，以解決重大需求為導向，圍繞可能產生的變革性技術、前沿交叉基礎研究進行部署，勉勵項目團隊對標專項定位、申報指南和任務書要求，按照既定進度高質量完成工作。項目負責人圍繞項目立項背景、任務設置、研究內容與目標、組織管理機制等進行總體介紹，各課題負責人依次就課題實施方案進行了詳細彙報。

　　與會專家對於項目的立項意義、碳中和的支撐作用以及項目的變革性技術方案設定等給予充分肯定，同時也對項目及課題的實施方案進行了質詢討論，建議項目進一步聚焦方向，重點突破新型多位點離子液體設計、CO2化學鍵的演變、反應器及大系統創新等關鍵科學技術問題，希望課題研究成果在項目內部實現有效串聯，協同攻關，實現CO2温和轉化的變革性技術突破。

　　過程工程所所長張鎖江院士代表項目牽頭單位對與會專家和領導的支持及指導表示感謝。他強調技術的變革性突破依賴長期系統深入的基礎研究，希望項目團隊充分發揮在基礎研究、工業應用上的傳統優勢，進一步聚焦項目整體目標，為CO2的高值規模化利用提供變革性技術，支撐碳達峯、碳中和目標的實現。 來源：中國科學院過程工程研究所

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CO2化工：離子微環境調控的CO2綠色高效轉化

“二氧化碳(CO2)在大氣中的含量不斷增加, 已成為一個嚴重的全球性能源和環境問題。同時, CO2又是儲量豐富且可再生的碳資源, 可作為生產酯、醇、醚、酸等重要的化工原料或液體燃料。CO2具有直線型分子結構, 其中C原子的兩個sp雜化軌道分別與兩個O原子生成兩個σ鍵, 兩個未參加雜化的p軌道與sp雜化軌道成直角, 從側面同氧原子的p軌道肩並肩地發生重疊, 生成兩個三中心四電子離域的大π鍵, 導致CO2的活化和斷鍵成為公認的難題, 也成為當前的國際前沿和研究熱點。

目前CO2轉化主要有熱化學、電催化和生物催化等方法, 如CO2羰基化制碳酸酯、電化學還原生成CO、生物轉化合成甲醇等。但無論哪類反應, 高效的反應介質/催化劑是實現温和轉化、降低能耗、提高收率的關鍵。近年來, 離子液體作為一類新型介質, 具有酸鹼極性可調、正負離子協同、氫鍵-靜電-離子簇耦合、結構可設計等特點, 由此形成特殊的“離子微環境”, 在CO2電化學還原、羰基化等反應中表現出較高活性。離子微環境一方面能有效增加催化劑表界面中CO2分子的濃度, 提高CO2分子擴散和傳遞的推動力; 另一方面CO2在離子微環境中可發生雙鍵的彎曲、變形直至斷裂, 與其他催化劑協同作用, 在熱、光、電等條件下, 可實現CO2在温和條件下的高效活化轉化及產物的定向調控, 為綠色變革性CO2利用技術創新提供了重大機遇。

CO2利用不僅要解決其活化斷鍵的難題, 同時也必須解決其經濟性以實現其規模利用問題, 是一個覆蓋產生、排放、捕集、轉化、產品使用的全鏈條問題。為此, 在2019年召開的題為“綠色生態與化學化工”的第646次香山科學會議上, 何鳴元提出了“CO2化工”的概念, 認為解決CO2問題要建立在生態層面, 需要通過化學、化工等學科的交叉和有機結合, 綜合考慮實際過程的技術、經濟和環境約束, 引領和變革CO2轉化利用的技術。”

（中國科學雜誌社https://xw.qq.com/cmsid/20200228A0ETVX00 ）