我国科学家破解高效催化二氧化碳合成塑料难题


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    对“二氧化碳这个被认为是全球气候变暖、生态环境恶化的元凶是否能合理加以利用”的问题,中科院广州化学所“海归博士”孟跃中为首的科研团队经二年的探索,对此作出了肯定的回答。他们从事的将二氧化碳变废为宝造福全人类的研究项目将在有关方面的支持下,朝着产业化的方向迈进。

    现今提起二氧化碳,几乎人所共知,人的鼻子呼出的是二氧化碳,汽水里含有二氧化碳,植物进行光合作用需要二氧化碳。据科学家介绍,每年全球因燃烧化石能源而产生的二氧化碳超过240亿吨,其中,约150亿吨被植物吸收,即每年净增90亿吨,因此导致日益严重的温室效应及气候异常。许多经济处在高速发展的国家十分依赖石化原料,减排二氧化碳和国民经济高速发展二者难以两全。因此,如何科学合理地利用二氧化碳自然成为人类探索的问题和国际关心的热点。

    据介绍,变二氧化碳为塑料的想法始于1969年,由一位日本化学家实现,但他所用催化剂成本高、效率低,难于进行大规模的工业开发,其后30年,科技界对此始终没有重大进展。

    有感于此,中科院广州化学所以孟跃中博士为首的科研团队2001年承担广州市重点科技项目“纳米技术高效催化二氧化碳合成可降解塑料的研究”项目经二年的艰苦探索和不懈努力,通过新技术,使原已开发的催化剂的催化效率超过世界最高水平的两倍,纳米技术的应用使每克催化剂能够催化生成140~180克的塑料,每吨塑料所需催化剂成本仅200元左右,且制成的新型塑料中二氧化碳的含量达43%,成品成本为0.9万元/吨,是目前市场同类产品价格的三分之一至四分之一。这种塑料的分子量超过十万,物理机械性能与通用塑料相当,完全可以用常规的加工成型方式使其成为塑料制品。

    据介绍,利用废气制塑不仅可从源头上减少污染,而且经处理后的塑料可制成诸如快餐盒、饮料瓶之类的日常生活用品。这种生活用品在干净环境中可长期存放,扔在垃圾堆中又可通过微生物降解,不会造成二次污染。

    孟跃中博士领衔的这项研究已申请专利10项,其中2项为美国专利(1项已公开),8项为中国专利(3项已授权),这项二氧化碳制塑技术已成功完成年产30吨的中试试验,更可喜的是,广州广重集团捷足先登,准备投入3300万元助其产业化。

    近日,由广州市科技局主持,以中科院黄志镗院士为首的专家组对这项研究项目进行了验收。专家组一致认为,这项研究采用纳米技术制备高效催化剂,实现了高效催化二氧化碳制备可降解塑料,其催化率最高达180克聚合物/克催化剂,而且成本低,适合工业化规模生产应用,其催化效率处于国际先进水平,该项目完成出色,且拥有自主知识产权,已具备实现产业化的条件。
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