斯坦福大學利用CO2生產塑料和燃料等多碳化合物的新思路

簡 訊

斯坦福大學利用CO2生產塑料和燃料等多碳化合物的新思路

斯坦福大學的研究人員發明了利用CO2合成多碳化合物的新技術。首先用這種技術生成一種叫做PEF(polyethylene furandicarboxylate)的塑料，有望替代聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。現在正致力于將這種新技術用于從氫和CO2生成可再生燃料和其它化合物。斯坦福大學的Matthew Kanan及其同事已將該技術和合成PEF的結果發表在《自然》雜志上。

雖然以CO2作為可再生多碳化合物和合成燃料的原料是有吸引力的，但由于提高形成C—C鍵的效率很難，因此在實施上有局限性。

研究人員指出，CO2容易與碳中心的親核體發生反應，這種化學中間體要把電子對貢獻給親電體，形成與反應有關的化學鍵。但是，產生這些中間體需要高能量試劑(如高還原性金屬或強有機堿)、碳-雜原子鍵或相對酸性的C—H鍵。這些要求限制了從CO2出發的原料路線的環境效益，化學合成只能小批量進行。

一種方法是將玉米糖漿的果糖轉化成FDCA。荷蘭Avantium公司已經與可口可樂等公司合作開發此類技術。斯坦福團隊已經嘗試用糠醛代替玉米糖制造FDCA，糠醛是一種已經廣泛使用數十年的由農業廢料制成的化合物，每年大約有4×105t用于樹脂、溶劑等產品的生產。

但是，從糠醛和CO2制造FDCA通常需要有害的化學品，這些化學品生產起來又昂貴又耗能。斯坦福團隊用一種更良性的化合物碳酸鹽解決了這個問題。研究人員將碳酸鹽與CO2和糠酸(糠醛的衍生物)混合在一起，然后將混合物加熱至約200 ℃，形成一種熔融的鹽。在5 h后，89%的熔融鹽混合物已被轉化為FDCA。然后，再通過其他研究人員已經開發出來的簡單工藝即可將FDCA轉化成PEF塑料。

[張偉清摘譯自Green Car Congress，2016-03-10]