工業(yè)催化課程論文

1、CO2的催化研究進展摘要: CO2是主要的溫室氣體之一，同時也是自然界豐富的碳資源。如何開發(fā)和利用CO2資源是現代工業(yè)中重要的研究課題之一。本次論文主要涉及，二氧化碳加氫合成甲醇，二氧化碳的甲烷化和二氧化碳與環(huán)氧化物合成環(huán)狀碳酸酯的介紹，讓我們更好地認識了解CO2催化的最新進展，方便更好地合理利用CO2資源。關鍵詞:二氧化碳，催化，甲醇，甲烷，環(huán)狀碳酸酯，發(fā)展前景 Research of the Catalysis of Carbon DioxideShaotao Wu（College of Chemistry and Chemical Engineering, Guangzhou Unive

2、rsity, Guangzhou, 51006, China）Abstract: Carbon dioxide is one of the main greenhouse gases and the richest carbon source in the world. Exploiting and utilizing CO2 is one of the most promising studies in modern industry technology. This paper mainly involves the introduction of the synthesis of met

3、hanol from CO2 and hydrogen, methanation of carbon dioxide and the synthesis of cyclic carbonate from epoxides and CO2. The purpose of this research is to give us a better understanding of the latest developments in order to use CO2 rationally.Keywords: Carbon dioxide；Catalysis; methane; Methanol; C

4、yclic carbonate; Development prospects.1. 研究背景隨著全球工業(yè)的快速發(fā)展，石油、煤、天然氣等化石資源成為了現代工業(yè)和社會發(fā)展不可缺少的能源供給體及生產原料，但它們在使用過程中也引起了二氧化碳排放量逐年增加。大量二氧化碳的排放和聚積勢必引發(fā)嚴重的環(huán)境和生態(tài)問題。大量二氧化碳(CO2)被排放到大氣中，目前已經成為地球上最主要的溫室氣體。由于CO2具有保溫作用，近年來大氣中CO2含量猛增直接導致溫室效應、全球氣候變暖、冰川融化、海平面升高等。中國由于資源豐富、人口眾多等成為全球碳排放大國，預計到2020年，CO2排放量要在2000年的基礎上增加1.32倍1。

5、同時，聯合國于2009年12月在哥本哈根召開世界氣候大會，聲明要建立低能耗、低污染的“低碳經濟”體制，這是繼1990年東京協議之后再一次把世界氣候變暖和減少CO2排放的問題推向社會發(fā)展的前沿。據Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)研究指出,二氧化碳占溫室氣體之首,其含量為總溫室氣體之55%2。因而降低全球二氧化碳的排放量成了當務之急。如何穩(wěn)定控制大氣中溫室氣體濃度(450ppm左右)的方案迅速成為研究熱點,引起了環(huán)境、能源、物理、化學等交叉學科研究者的極大興趣。CO2是熱力學十分穩(wěn)定的化合物,其中C為+價,以它為原料生產的產物都是其還

6、原產物。要想完成這種轉化必須對CO2進行活化，向CO2輸入很高的能量,需要繼續(xù)消耗大，二氧化碳的標準生成熱為-394.38KJ/mol,不易活化,其惰性決定了，將其化學固定以及轉化都非常困難3。二氧化碳的還原需要高能量并提供電子給體,如氫氣、碳負離子或光能等。由于氧氣來源較為方便且二氧化碳加氧產物的種類繁多、價值較高，因此二氧化碳催化加氫成為二氧化碳的固定以及資源化研究問題中的重中之重，出于環(huán)保與能源的雙重需求，CO2的資源化利用已經成為各國普遍關注的焦點。二氧化碳作為可再生能源有著巨大的優(yōu)勢，儲量豐富并且無毒。但由于現今二氧化碳的化學固定技術成本高、效率差等缺點，從而限制了這一技術的商業(yè)化。

7、自從1922年把二氧化碳作為碳源進行固定以來，每年的固定的量不到排放量的1%4，最大的應用就是尿素(Hf=-101KJ/mol)的合成，大約每年9千萬噸5，苯酚和二氧化碳(Hf=-31.4KJ/mol)合成水楊酸也是一個較成功的例子。加快CO2資源化利用研究己顯得日益必要和迫切。目前，將CO2催化轉化成高附加值的產品是CO2開發(fā)利用最有前景的途徑。近年來，人們對于如何通過化學反應CO2催化轉化為有用資源進行了大量的研究，主要涉及以下一些反應6：CatalystOxygen-containingProductsCarbonate CaramateCarboxylic acidEster lact

8、oneHigh-energystarting materialsepoxidehydrogenAcetyleneDiyneDieneAlieneOrganometallicsAmineCO2 +圖1-1 利用CO2有機合成的反應根據Gibbs自由能判據,選擇一個合適的方法進行CO2的化學固定是至關重要的(Scheme1)巧妙利用上述四種方法，CO2可與多種化合物在催化劑作用下反應,得到小分子有機化合物或高分子聚合物。 2. CO2的應用 對于CO2的資源化利用研究很多，但能夠進行大規(guī)模工業(yè)化生產的途徑卻不多 ，本次論文主要涉及二氧化碳與環(huán)氧化物合成環(huán)狀碳酸酯，二氧化碳加氫合成甲醇，二氧化碳的甲

9、烷化的介紹，讓我們更好地認識了解CO2催化的最新進展，方便更好地合理利用CO2資源。2.1 二氧化碳加氫合成甲醇早在1945年，Monroe和Jpatieff 7就首次報道了 Cu-Al催化劑上二氧化碳直接加氧合成甲醇的研究，研究了催化劑成分，反應溫度、碳氧比以及反應壓力對該反應的影響。自此，許多催化劑體系被研究，大致可以分為三類：一類是銅基催化劑，另一類是貴金屬催化劑，還有一類是其他催化劑，其中以銅基催化劑研究最多，綜合性能最好。銅基催化劑是目前研究的二氧化碳直接加氧反應的主要催化劑，其主要活性組分分為CuO或者CuO/ZnO，但是多數研究都是將活性組分CuO/ZnO負載在其它載體上，載體包

10、括SiO2、ZrO2、AI2O3、TiO2等，再通過向催化劑中添加其他物質進行改性，以進一步提高催化劑活性，常用的改性劑有K、Na、Zr、Ce、Mn、Mg、Si、La、Fe 等物質。近年來，ZrO2因其獨特的性質受到了廣泛關注8，它是一種過渡金屬氧化物，具有優(yōu)良的離子交換性，表面富集氧空缺位，同時具有酸性、堿性，又有氧化性、還原性。在甲醇合成催化劑中，除了起到助劑作用，它還起到載體和提供活性位中心的作用。另外，ZrO2本身對CO2加氫合成甲醇有催化活性，ZrO2可以吸附CO2形成甲酸鹽和碳酸復鹽等，它也可以解離吸附H2生成ZrOH和ZrH。當銅載于ZrO2上時，CO2在銅上的吸附增強，吸附量增

11、大，CO2的加氧活性比純銅大10到20倍。這可能是由于ZrO2是P-型半導體并且其中錯的功函數比銅高，于是金屬和氧化物相互作用的結果使金屬銅具有帶正電的趨勢(其外層電子受到了影響)，增強了銅對CO2和H2的吸附能力。因此目前銅鋅鋯體系催化劑受到廣大學者的關注并對其進行研究。Liu等人9發(fā)現介孔納米二氧化鋯引入甲醇合成催化劑，改變了催化劑的物理結構和化學性質，使得催化劑賦予納米尺度，低還原溫度，使其擁有優(yōu)良的反應活性和選擇性。從昱等10研究了超細CuO/ZnO/ZrO2對CO2加氧合成甲醇的影響，結果表明，該催化劑具有粒度小、顆粒分布均勻和穩(wěn)定性好的特點，并發(fā)現超細CuO/ZnO/ZrO2催化劑

12、比工業(yè)CuO/ZnO/Al2O3催化劑具有更高的催化活性，而且催化劑粒度的減小與甲醇合成活性成正比。目前CO2加氫合成甲醇的反應機理主要存在兩種基本觀點：(1)CO2通過CO2加氧合成甲醇，主要過程如下：CO2+H2CO+H2O(a) CO+2H2CH3OH (b) ；(2) CO2通過中間體直接加氧合成甲醇。隨著人們的不斷升入研究，現在第二種觀點普遍被接受，即二氧化碳直接加氧合成甲醇，而不需要中間體CO。徐征等人11通過用TPSR-MS手段對CuO/ZnO/ZrO2催化劑上CO2加氧反應機理進行了研究，研究得出：甲醇不是通過CO加氧生成，而是直接由CO2加氧生成，甲酸鹽是其反應中間物種。其過

13、程如下：H(a)-O(s)CO2（g） CO2(a)H(a) HCOO（a） H2COO(a)H2CO(a)-O(s)1/2H2（g）H(a)H3CO(a)H(a)CH3OH(g)CO(g)+1/2H2(g) CH3OH(a) g: 氣態(tài)； a: 吸附態(tài)； s：表面態(tài)圖2-1 CO2加氫合成甲醇的機理傳統(tǒng)的二氧化碳加氫合成甲醇銅基催化劑的制備方法主要是共沉淀法，主要優(yōu)點是可以達到納米級的粒度，分子級的均勻混合程度，活性組分間的相互作用很強。目前，由共沉淀法制備甲醇催化劑的技術已相當成熟。但CO2的化學惰性使其難以被活化還原，所以尋求一種新的方法制備高活性催化劑具有重要的理論及實際意義。超細微粒

14、催化劑具有表面能高、比表面積大及表面活性點多等特點，表現出不同于常規(guī)催化劑的獨特性能，另外，載體和助劑的酸堿性對催化劑性能有較大影響，CuO與載體和助劑間適當的相互作用有利于提高催化劑活性和選擇性。通常情況下酸性組分使銅基催化劑活性降低，甲醇選擇性提高；堿性組分作用則使催化劑活性升高，甲醇選擇性降低。AI2O3、TiO2-SiO2、SiO2、ZrO2等可作為銅基催化劑的載體，Zn、Fe、Na、V、K等可作為助劑。作為用于CO2加氧反應的新型催化劑具有較好的發(fā)展前景，目前國內外在這方面的研究報道日益增多。新的制備方法的研究，有助于優(yōu)化催化劑的性能，提高催化劑的活性。2.2 二氧化碳的甲烷化由于H

15、2來源比較方便且加氫產物的種類和價值都較高，因此CO2的催化加氫成為CO2的固定化及資源化研究中最重要的核心問題。在二氧化碳活化的研究工作中，甲烷化是一個頗為引人注目的課題。1902年，Sabatier等12首次報道了過渡金屬多相催化下的二氧化碳及一氧化碳加氫甲烷化反應。研究發(fā)現，與一氧化碳相比，二氧化碳甲烷化反應具有較低的活化能，較低的反應溫度及較高的選擇性。甲烷化催化劑的活性組分主要為周期表第VIII族的過渡金屬Ru、Rh和Ni等,普遍采用的氧化物載體有A12O3、SiO2、TiO2、ZrO2、MgO等該類催化體系通常由過渡金屬的鹽類通過浸漬或共沉淀負載于氧化物表面，再經焙燒、還原而制得。

16、Darensbourg等13對比考察了多種該類催化體系，求得Ru、Rh、Ni催化下的反應活化能分別為69.5，73.7和83.5KJ/mol?？梢?，Ru是CO2加氫甲烷化反應中最具低溫活性的金屬。江琦等14對比考察了多種催化劑的二氧化碳甲烷化的催化性能。在不同的載體上，各種金屬催化劑作用下的轉化數的大小次序為:SiO2:Ru>Ni>Pd>Fe>Co;A12O3:Ru>Pd>Ni>Fe>Co;ZrO2:Ru>Pd>Ni>Co>Fe;TiO2:Ru>Ni>Co>Pd>Fe。在四種載體上，Ru均顯示出高活

17、性，而Fe的活性相對較低，Ni的活性一般都高于除Ru之外的其他金屬，但在A12O3及ZrO2上的轉化數低于Pd，可能是在焙燒中形成難還原的NiA12O4尖晶石所致。Co在SiO2及A12O3上無活性也可解釋為CoA12O4和CoSi2O4的大量生成?？梢娸d體對催化劑活性的作用也很重要。隨著CO2甲烷化研究的深入,其催化反應機理15逐漸為人們所關注一般認為CO2，先通過與催化劑及其它反應物的作用,生成吸附于催化劑表面的含碳物種,再進一步轉化為甲烷但對于表面的含碳物種的種類和歸屬卻一直處在爭論之中,從而使得二氧化碳甲烷化的反應機理存在爭議。Patricio等16根據Rh/TiO2催化CO2加氫甲烷

18、化反應中的DRIFT結果，提出了CO2加氫甲烷化的反應機理CO2+2* CO*+O*H2 + 2*2H*CO* + 2H* H2CO* + 2*H2CO* + * CH* + OH*CH* + 3H* CH4 + 4*O* + H* OH* + *OH* + H* H2O + 2*由于貴金屬Ru催化劑價格昂貴，不具有工業(yè)應用價值，且Ni基催化劑活性較高，選擇性好及價格低廉等原因，而被科學家廣泛研究，最終用于工業(yè)生產。黃仲濤等17在Al2O3載體上負載的Ni制備得到催化劑用于二氧化碳加氧甲烷化反應，實驗結果表明低溫培燒的催化劑顯示出了較好的催化活性，同時催化劑中活性組分Ni的含量也能夠影響了催化

19、劑的活性，Ni負載量過大將會形成更多的游離M0，從而降低金屬活性組分的分散度，形成大顆粒聚集體。Ni負載量過小將促使難以還原的尖晶石NiAl2O4的形成，研究發(fā)現其最佳負載量為15%左右。李麗波等18采用并流共沉淀法成功制備出了 Ni/ZrO2催化劑，而且詳細的研究了其二氧化碳加氧甲燒化性能。研究結果表明不同的制備方法同樣能夠影響催化劑的活性性能。當活性組分鎮(zhèn)含量較高時，共沉淀法制備的Ni/ZrO2催化活性明顯高于普通浸績法制備的催化劑活性，他們認為這是因為共沉淀法制備出的催化劑中的金屬活性組分Ni和載體的相互作用更為強烈，導致Ni原子電子云密度增加，從而促進二氧化碳與吸附在催化劑表面的氧作用

20、產生HCOC-等含氧酸根物種，最終加快反應的速度。目前二氧化碳加氧甲烷化的研究主要集中在催化劑活性組分的選擇，載體的選取及催化劑助劑的開發(fā)這三方面。在對其催化劑體系的研究中，鎳基催化劑憑借其較高的活性、良好的選擇性和其低廉的價格獲得了科學家的青睞，受相對較成熟的一氧化碳甲烷化催化劑研究的影響，Ni的二氧化碳甲烷化催化劑報道較多，常見的載體有A12O3、SiO2、MgO等。二氧化碳甲烷化催化劑制備條件對其性能有較大的影響研究表明，還原溫度與轉化率有直接關系，適宜的Ni擔載量可使催化劑顯示較好的活性，而過大或過小都會使其活性降低18。江琦等17研究了焙燒溫度對Ni/A12O3催化CO2甲烷化活性的

21、影響表明，較低的焙燒溫度有利于催化劑活性的提高在623-973K的范圍內，CO2轉化率甲烷選擇性均隨焙燒溫度的上升而下降，973K焙燒的催化劑不具有甲烷化活性。金屬的負載方式也會影響催化劑活性, 李麗波19等采用浸漬法和并流共沉淀法制備含Ni量不同的Ni/ZrO2催化劑,研究了它們在CO2甲烷化反應中的催化性能，結果表明,當Ni負載量較大時,共沉淀法制備的催化劑催化活性比浸漬法制備的催化劑活性好得多。近年來，張旭等20 采用浸漬法制備了Ni /SiO2催化劑，應用等離子體技術對催化劑進行改性處理, 研究了等離子體技術強化處理對催化劑吸附性能和還原性能的影響。結果表明，與常規(guī)焙燒的催化劑相比，等

22、離子體技術改性處理提高了催化劑活性組分的分散度，增加反應活性位并調變了活性位對吸附物種的吸附強度，改進了催化劑的還原性能，CO2甲烷化反應活性和甲烷的時空產率顯著提高。甲烷化反應還與原料氣的組成密切有關，較高的H2與CO2比例有利于提高甲烷的產率壓力對反應影響不大，但在超過425時，有較大的影響較高的壓力可使反應在較低的H2與CO2比例下進行，而不發(fā)生催化劑表面的積碳,但也可能使放熱增大而造成催化劑的失活可見,在進行甲烷化反應時,一般的控制條件為:較低的溫度;較高的H2/CO2比，良好的散熱條件及適當的壓力范圍氧化物負載的Ni催化劑是目前研究較多的CO2加氫催化劑,為了進一步改善鎳基催化劑的活

23、性和穩(wěn)定性，人們嘗試添加各種助劑，比如催化劑中用MgO改性，可以提高NiO 與載體Al2O3的相互作用力，同時提高甲烷化反應CH4選擇性，證明MgO 對水汽變換反應具有明顯的抑制作用21。2.3 二氧化碳與環(huán)氧化物合成環(huán)狀碳酸酯環(huán)狀碳酸酯具有良好的生物降解性、溶解性及其它物理性質，是很好的清潔型極性溶劑。環(huán)狀碳酸酷還可用于酚醛樹脂生產、聚碳酸酯合成、熱硬化性樹脂合成、熱記錄材料合成，以及作為高能密度電池(如鏗離子電池)和電容的電解液、金屬萃取劑、化妝品添加劑和化工中間體等22。因此，環(huán)狀碳酸酯是十分重要的化學產品。1969年，Inoue研究組23首先使用二氧化碳作為碳源與環(huán)氧丙烷進行共聚制備聚

24、碳酸酯(圖2-2)。反應使用二乙基鋅/水多相催化劑，在80，5.0-6.0Mpa二氧化碳壓力下得到聚碳酸酯的TOF也只有0.12h-1。環(huán)氧乙烷、環(huán)氧氯丙烷以及苯乙烯環(huán)氧都可以得到相應的聚碳酸酯，其它如間苯二酚和焦桔酸也進行了試驗。雖然這一催化體系沒有取得很好效果，但Inoue教授在隨后的幾十年中一直致力于開發(fā)出更有效的催化體系催化環(huán)氧化合物與二氧化碳的共聚反應。圖2-2 環(huán)氧化合物與CO2 共聚制備聚碳酸酯相對目前工業(yè)生產過程，這種做法有兩個優(yōu)點：一是不同于雙酚 A 型聚碳酸酯合成的逐步增長機理，該路線是一個鏈式反應過程，因此在理論上可以不受單體轉化率的影響而獲得高的相對分子質量并對其進行控

25、制；另一個優(yōu)點是所用的單體沒有光氣過程的安全隱患。但是該共聚性質限制了脂肪族C2的骨架種類，因此聚合物的物理性能難以提高，無法達到市售雙酚A型聚碳酸酯那樣良好的抗沖擊性、耐熱性和透明度24。幾十年來各國研究者制備了多種用于CO2共聚的催化劑，并對反應的機理和動力學進行了探討。很多高效的催化體系己經被開發(fā)出來應用于這一環(huán)加成反應，包括稀土催化劑、羧酸鋅衍生物、雙金屬氰化物（DMC）等。1991年,沈之荃等25人首次用稀土膦酸酯鹽-烷基鋁-甘油三元體系(Ln(P204)3-Al(iBu)3-Gly )催化CO2/PO共聚反應獲得成功，催化效率最高達到1.6kgPPC/mol-Ln (60，30-4

26、0 atm ),共聚物分子量高達 46.9 kg/mol,但碳酸酯鏈節(jié)含量較低(10-30%)。催化劑組成、溶刻、溫度、時間等因素都會影響聚合結果。研究者不斷深入研究，尋找更好的制備方法，其中Wang 26由羧酸釔Y(CO2CF3)3 或Y(CO2RC6H4)3（R 為H、OH、Me 或NO2）、ZnEt2 和甘油組成的稀土金屬體系催化PO 和CO2 共聚，TOF 為2.5 h1，Mn 為10×104 g/mol，催化氧化環(huán)己烯（CHO）和CO2 得到100%的碳酸酯鏈節(jié)，Mn 為(1.933)×104g/mol，PDI 為3.512.5。稀土催化體系屬于復配雙金屬體系，具

27、有較高的催化效率，用其催化PO 和CO2 共聚已投入批量生產。孟躍中等27對戊二酸鋅催化劑進行了深入的研究，在催化CO2 與PO 共聚反應中采用氟化合物負載的戊二酸鋅催化體系，催化效率達到126 g 聚合物/g 催化劑。他們還嘗試利用蒙脫土負載戊二酸鋅，效率為111 g 聚合物/g 催化劑。曹少魁、卜站偉等28利用聯苯二甲酸和乙酸鋅配合物催化CHO 和CO2共聚，催化劑制備簡單，催化效率達到123g 聚合物/g 催化劑。羧酸鋅體系催化活性雖然不是很高，但不存在使用活潑的有機金屬化合物的弊端，制備簡單，催化聚合速度快，相對分子質量高，可操作性好，具有很高的工業(yè)應用價值。Chen29報道的PBM

28、催化劑對PO/CO2 共聚有很好的活性，在60 和5 MPa 下，(PEO)aZn(Fe(CN6)b Cl2-3b(H2O)c(KCl)d PEO=聚環(huán)氧乙烷，a(螯合原子/Zn 摩爾比)=2.2，b=0.50，c=0.76，d=0.20催化PO/CO2 共聚得到PPC，Mn 為2×104 g/mol。李志峰等30使用雙金屬氰化物/稀土配合物復合催化劑催化二氧化碳和環(huán)氧丙烷共聚合，其催化效率比雙金屬氰化物催化劑有顯著提高，得到了數均相對分子質量大于1. 0 × 105 的聚合物，采用Y( CCl3 COO)3稀土金屬配合物有利于共聚反應的進行。當n( Y) /n( Zn)

29、= 6、聚合4 h 后，其催化活性比單純的雙金屬氰化物提高了31. 5%。3 發(fā)展前景雖然CO2是一種含量極其豐富且可循環(huán)利用的碳資源，在自然界中主要通過植物的光合作用來化學固定，但工業(yè)生產上將其作為原料使用的例子卻很少，主要因為是碳原子處于最高氧化價態(tài),將CO2轉變成其它化合物的反應能查很高。但是，CO2分子中的戴基碳缺電子,容易受親核試刻或富電子物種進攻。目前主要有四種方法實現CO2的化學轉變31:1)利用高活性化合物作為反應原料,如氫氣、不飽和化合物、大環(huán)張力化合物和金屬有機化合物等;2)選擇合成一些低能量的目標分子,如有機碳酸酯等;3)通過脫除反應分子內一些特定分子以生成目標產物;4)

30、利用光/電輸入額外的物理能量,促使反應進行。3.1 光催化1972年日本東京大學的Fujishima和Honda32首次發(fā)現金紅石型TiO2單晶電極在近紫外光（380 nm)的照射下，在常溫常壓就可以把水分解成氫氣和氧氣，這一重大發(fā)現轟動了全球，引起了世界范圍的注意和重視，從而幵創(chuàng)了半導體光催化領域。近半個世紀以來，全世界的學者一直致力于光催化領域的研究，并使得其研究范圍不斷擴展。當前光催化的研究方向主要有光催化分解水制氫，光催化降解有機物和光催化CO2還原。 從1979年Inoue等33首次報道了CO2的光催化還原反應以來，光催化CO2還原得到了快速的發(fā)展。為了提高光催化劑的催化活性和產物的

31、選擇性，研究者們對TiO2催化劑進行了各種表面修飾。在TiO2復合一些可見光響應的納米顆粒來修飾其表面，通過半導體復合來提高催化劑的電荷分離效果，擴展其光譜響應范圍，從而提高體系的光催化活性。光催化技術發(fā)展至今取得了很大進步，研究的主要內容涉及如何提高光催化劑量子效應;如何拓寬催化劑的光譜響應范圍。近年來催化劑可見光響應方面己經取得了不少可喜的進步，為充分利用太陽能創(chuàng)造了十分有利的條件。3.2 碳納米管催化自1991年日本科學家Ijima34在觀測石墨電極直流放電陰極沉積物中偶然發(fā)現碳納米管以來，碳納米管就以其獨一無二的力學、電學、化學、光學以及機械性能，在眾多相關領域引起了人們的廣泛關注，在

32、眾多的應用領域中，碳納米管作為催化新材料的潛在價值引起了科學界對碳材料的新的研究熱潮。碳納米管作為一維納米碳材料，不僅具有耐酸堿性、孔結構和表面結構具有可控性、可以方便的回收貴金屬等傳統(tǒng)碳材料的優(yōu)點，而且其特殊的結構、表面化學性質使得其同時具有特殊的自身性質。載體是影響催化劑性能的重要因素，其結構、表面性質及電子性能均對催化劑的性能有一定的影響。因此選擇合適的載體能夠影響催化劑的活性及選擇性。而碳納米管由于具有較大的比表面積、優(yōu)異的電子傳導性能、特殊的吸附性能及良好的熱穩(wěn)定性等優(yōu)點，有可能成為一種優(yōu)良的CO2加氫甲院化催化劑所合適的載體。同時，助劑在一定程度上也能夠影響催化劑的性能。稀土助劑由

33、于兼具結構型助劑和電子型助劑的雙重作用也被用于二氧化碳加氛甲院化催化性能的研究。3.3 離子液體催化離子液體因其獨特的物理化學性質在分離過程、電化學、分析化學、有機合成以及催化化學等領域具有廣泛的應用前景。近十年來，大量的離子液體作為催化劑主要被應用于CO2與環(huán)氧化物環(huán)加成合成環(huán)狀碳酸酯的反應，并顯示了較好的活性。比如Park研究組35制備出了多孔聚合物固載的離子液體并測試其催化環(huán)氧化合物和二氧化碳合成環(huán)碳酸酷的反應。在1.34Mpa二氧化碳壓力，110，五倍于催化劑的水存在條件下反應6小時，得到93%轉化率，99%選擇性的丙烯基縮水甘油環(huán)碳酸酯。利用離子液體，作為新型的催化劑，具有更高的轉化

34、率與選擇性，研究如何將離子液體更好地應用于CO2的催化固化，將更具發(fā)展前景。4 結 語隨著經濟和社會的發(fā)展，由于消耗化石燃料而排放的CO2日益增多，其增加程度遠遠超過了以光合作用為主的植物對環(huán)境CO2的自凈化能力，出于環(huán)保與能源的雙重需求，CO2的資源化利用已經成為各國普遍關注的焦點。CO2化學是C1化學的重要組成部分，也是C1家族中最為廉價和豐富的碳資源。其固定化及資源化研究是世界各國普遍關注的重要課題之一。如何更好地利用CO2，實現工業(yè)化生產，產生巨大的經濟效益和社會效益，需要科研工作者必須不斷努力。目前面臨的主要問題一方面是高效、價廉、制備和使用簡單的新型催化劑的研究開發(fā)，可以深入研究離

35、子液體、光催化和碳納米管等，提高CO2的催化效率以及選擇性，將CO2催化轉化成高附加值的產品是CO2開發(fā)利用最有前景的途徑。參考文獻1 唐海燕，孫紹恒，孟文佳. CO2礦物碳酸化固定研究進展J，中國冶金，2013，23(1):2-82 Rogelj J，Meinshausen M, and Knutti R, Global warming under old and new scenarios using IPCC climate sensitivity range estimatesJ, Nat. Dim. Change, 2012, 2, 248-253.3張逢杰. 二氧化碳加氫合成甲醇銅

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