從二氧化碳(CO2)到甲醇的轉(zhuǎn)化,是關(guān)系資源、能源和環(huán)境的重大課題,由于CO2的惰性,如何實(shí)現(xiàn)在溫和條件下從CO2到甲醇的化學(xué)轉(zhuǎn)化是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的科學(xué)問(wèn)題,同時(shí)也是中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所“一三五”規(guī)劃中前瞻布局“導(dǎo)向綠色合成的新一代催化轉(zhuǎn)化”的重要內(nèi)容之一。
最近,上海有機(jī)所金屬有機(jī)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室丁奎嶺課題組采用一種新的策略,首次利用工業(yè)上成熟的、容易制備的原料(碳酸乙烯酯),利用結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、容易制備的金屬有機(jī)釕絡(luò)合物催化劑,在溫和條件下(低于140度和50大氣壓)實(shí)現(xiàn)了高選擇性地同時(shí)獲得兩類(lèi)重要化工原料——甲醇和乙二醇,原有催化氫化過(guò)程通常需要在苛刻的壓力(100大氣壓)和較高的溫度(250-300度)條件下進(jìn)行。該反應(yīng)具有高催化活性和100%的原子經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn),為CO2轉(zhuǎn)化為甲醇提供一個(gè)新的過(guò)程;所發(fā)展的催化體系還可用于聚碳酸酯(PPC)的氫化降解,并以?xún)?yōu)秀的收率同時(shí)得到甲醇和1,2-丙二醇,為聚碳酸廢物的資源化利用提供了一個(gè)新的途徑。
研究的部分成果以VIP(Very Important Paper)論文發(fā)表在德國(guó)應(yīng)用化學(xué)雜志(Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 13041–13045)上。該研究結(jié)果已經(jīng)申請(qǐng)了中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)枺?01210403332.5)和PCT專(zhuān)利(PCT/CN2013/073095)。上述工作受到德國(guó)萊布尼茲催化研究所Beller教授的高度評(píng)價(jià),并在ChemCatChem雜志的Highlights欄目撰文指出,“通過(guò)與Shell Omega工藝的碳酸乙烯酯技術(shù)耦合,丁奎嶺課題組的工作是在CO2化學(xué)利用研究方面一個(gè)重大進(jìn)展,這一新過(guò)程將成為同時(shí)生產(chǎn)甲醇和乙二醇兩個(gè)大宗化工產(chǎn)品的理想選擇(ChemCatChem 2013, 5, 1072-1074),如果與可再生氫能結(jié)合,這一工作可能成為綠色碳循環(huán)的很好案例。”