国家重点研发计划“离子液体强化CO2绿色转化新过程”项目启动

4月13日，由中科院过程工程所牵头的国家重点研发计划“离子液体强化CO2绿色转化新过程”项目启动会暨实施方案论证会在北京顺利召开。科技部高技术研究发展中心“变革性技术关键科学问题”重点专项管理办公室代表、专项及项目专家组、项目牵头及参与单位管理部门负责人、课题负责人和科研骨干等50余位代表以线上线下相结合的方式参加会议。会议由中科院化学所韩布兴院士主持。

　　科技部高技术研究发展中心代表首先感谢过程工程所对中心科技管理工作的大力支持，指出“变革性技术关键科学问题”专项以国家重大战略需求为牵引，以解决重大需求为导向，围绕可能产生的变革性技术、前沿交叉基础研究进行部署，勉励项目团队对标专项定位、申报指南和任务书要求，按照既定进度高质量完成工作。项目负责人围绕项目立项背景、任务设置、研究内容与目标、组织管理机制等进行总体介绍，各课题负责人依次就课题实施方案进行了详细汇报。

　　与会专家对于项目的立项意义、碳中和的支撑作用以及项目的变革性技术方案设定等给予充分肯定，同时也对项目及课题的实施方案进行了质询讨论，建议项目进一步聚焦方向，重点突破新型多位点离子液体设计、CO2化学键的演变、反应器及大系统创新等关键科学技术问题，希望课题研究成果在项目内部实现有效串联，协同攻关，实现CO2温和转化的变革性技术突破。

　　过程工程所所长张锁江院士代表项目牵头单位对与会专家和领导的支持及指导表示感谢。他强调技术的变革性突破依赖长期系统深入的基础研究，希望项目团队充分发挥在基础研究、工业应用上的传统优势，进一步聚焦项目整体目标，为CO2的高值规模化利用提供变革性技术，支撑碳达峰、碳中和目标的实现。 来源：中国科学院过程工程研究所

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CO2化工：离子微环境调控的CO2绿色高效转化

"二氧化碳(CO2)在大气中的含量不断增加, 已成为一个严重的全球性能源和环境问题。同时, CO2又是储量丰富且可再生的碳资源, 可作为生产酯、醇、醚、酸等重要的化工原料或液体燃料。CO2具有直线型分子结构, 其中C原子的两个sp杂化轨道分别与两个O原子生成两个σ键, 两个未参加杂化的p轨道与sp杂化轨道成直角, 从侧面同氧原子的p轨道肩并肩地发生重叠, 生成两个三中心四电子离域的大π键, 导致CO2的活化和断键成为公认的难题, 也成为当前的国际前沿和研究热点。

目前CO2转化主要有热化学、电催化和生物催化等方法, 如CO2羰基化制碳酸酯、电化学还原生成CO、生物转化合成甲醇等。但无论哪类反应, 高效的反应介质/催化剂是实现温和转化、降低能耗、提高收率的关键。近年来, 离子液体作为一类新型介质, 具有酸碱极性可调、正负离子协同、氢键-静电-离子簇耦合、结构可设计等特点, 由此形成特殊的“离子微环境”, 在CO2电化学还原、羰基化等反应中表现出较高活性。离子微环境一方面能有效增加催化剂表界面中CO2分子的浓度, 提高CO2分子扩散和传递的推动力; 另一方面CO2在离子微环境中可发生双键的弯曲、变形直至断裂, 与其他催化剂协同作用, 在热、光、电等条件下, 可实现CO2在温和条件下的高效活化转化及产物的定向调控, 为绿色变革性CO2利用技术创新提供了重大机遇。

CO2利用不仅要解决其活化断键的难题, 同时也必须解决其经济性以实现其规模利用问题, 是一个覆盖产生、排放、捕集、转化、产品使用的全链条问题。为此, 在2019年召开的题为“绿色生态与化学化工”的第646次香山科学会议上, 何鸣元提出了“CO2化工”的概念, 认为解决CO2问题要建立在生态层面, 需要通过化学、化工等学科的交叉和有机结合, 综合考虑实际过程的技术、经济和环境约束, 引领和变革CO2转化利用的技术。"

（中国科学杂志社https://xw.qq.com/cmsid/20200228A0ETVX00 ）