近日，山西煤化所在二氧化碳加氫制甲醇技術(shù)方面取得進(jìn)展。由趙寧副研究員帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)與所內(nèi)課題組密切配合，完成了二氧化碳加氫制甲醇工業(yè)單管實(shí)驗(yàn)，并實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)行，標(biāo)志著該技術(shù)向工業(yè)化邁出了堅(jiān)實(shí)一步。

甲醇是化學(xué)工業(yè)中最重要的基礎(chǔ)原料之一，主要用于生產(chǎn)甲醛、二甲醚、醋酸等化工產(chǎn)品，也可用作生產(chǎn)烯烴(乙烯、丙烯)，芳烴(苯、甲苯、二甲苯)，汽油等化學(xué)品或燃料，從而部分緩解對(duì)于石油資源的依賴。此外，甲醇還是一種清潔能源，可以作為內(nèi)燃機(jī)或燃料電池的燃料使用。將二氧化碳中的碳、氧資源進(jìn)行利用，通過(guò)加氫過(guò)程合成甲醇，有助于實(shí)現(xiàn)碳資源的循環(huán)利用并減少對(duì)化石能源、資源的依賴，同時(shí)減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。

由于二氧化碳難以活化，因此高效催化劑的研發(fā)是實(shí)現(xiàn)二氧化碳加氫制甲醇過(guò)程的研究重點(diǎn)。課題組通過(guò)多年的系統(tǒng)研究，對(duì)銅基催化劑的設(shè)計(jì)與制備、催化劑的構(gòu)效關(guān)系、反應(yīng)工藝、二氧化碳活化和加氫反應(yīng)機(jī)理等方面均有了深入的認(rèn)識(shí)。研究結(jié)果表明，CO2轉(zhuǎn)化率與Cu的表面積相關(guān)，目的產(chǎn)物甲醇的選擇性與催化劑表面的強(qiáng)堿位以及特殊價(jià)態(tài)銅物種(Cuα+)相關(guān)。研究結(jié)果發(fā)表在高水平學(xué)術(shù)期刊上(J.ofCatal.，2013，298：51-60;Appl.Catal.A：General，2013，468：442-452;J.ofCO2Utiliz.，2013，2：16-23;Catal.Sci.Tech.，2012，2(7)：1447-1454;2015，5，4365-4377;Catal.Today，2012，194(1)：9-15;Catal.Comm.，2014，50，78-82;RSCAdvances，2014，4，48888-48896;J.ofPowerSources2014，251，113-121;CatalysisLetters，2015，145，1177-1185;Appl.Catal.B：2016，191，8-17)。

在此基礎(chǔ)上，課題組開(kāi)發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的銅基催化劑，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利2項(xiàng)(201310175806.X，201410001618.X)，并實(shí)現(xiàn)了催化劑的制備放大。工業(yè)單管實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，催化劑的性能達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

該項(xiàng)目得到了山西省煤基重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家科技支撐計(jì)劃的支持。