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众所周知，二氧化碳是造成温室效应的重要因素，将二氧化碳转化为如甲醇等大宗化工产品或液态燃料，是最有效的减排方式之一。记者从昆明理工大学和大理大学获悉，我国科学家最近联合国外团队，在这一领域取得重要进展，并形成了二氧化碳加氢制甲醇的新机制。《细胞》的首个化学类姐妹刊《化学》11月26日发表了这一最新成果。
此前，尽管国际学术界对二氧化碳加氢产出甲醇的反应作了大量研究，但对这个过程的催化机理仍未有全面认识。水是二氧化碳加氢制甲醇最重要的副产物之一，对二氧化碳转化率和甲醇选择性都至关重要。然而，水在二氧化碳转化机理方面的作用一直处于推测阶段。
大理大学校长、昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室主任王华教授，与昆明理工大学李孔斋教授、哥伦比亚大学陈经广教授等人合作，采用原位红外和瞬态同位素示踪实验，研究了在铜-氧化锌-二氧化锆催化剂上，二氧化碳加氢制甲醇过程中水的作用机制。研究表明，水与甲氧基的水解反应是甲醇生成的最后一步，而非通常认为的甲氧基继续加氢反应;他们还发现了解离脱附水是与甲氧基反应生成甲醇的活性物种，催化剂的三维有序大孔结构，可有效促进水在催化剂颗粒间的扩散速率，从而获得高的甲醇选择性。此外，在反应气中加入少量的水能够提升甲醇产率。
王华教授团队长期从事冶金节能减排方面的研究。他向科技日报记者介绍，高炉煤气是钢铁工业中最主要的二氧化碳排放源，而甲醇是一种重要的化学和能量载体，将二氧化碳转化为甲醇，不仅可以减少二氧化碳排放，也有望替代化学工业中甲醇合成的传统工艺。然而，高炉煤气排放的烟气中一氧化碳与二氧化碳共存，尽管一氧化碳催化加氢工艺较为成熟，但分离提纯能耗较高。基于此，研究团队提出了“一氧化碳-二氧化碳共氢化”?制甲醇的方法。经过近10年的创新，他们构建了系列双活性位高效催化剂，并进行了每天10千克甲醇产量的扩试试验，设计了年产1000吨甲醇的高炉煤气制甲醇生产线。
此项成果可以对冶金工业二氧化碳减排与资源化利用有重要意义。此外，他们还提出利用?“太阳燃料”的设想。这一设想中，将由燃料产生的二氧化碳与来自可再生能源的氢气通过加氢反应生成甲醇，这或将影响未来能源产业发展。
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