金鑫：非臨氫生物質(zhì)脫氫與加氫工藝研究-從催化劑設(shè)計到流程開發(fā)
【化工儀器網(wǎng) 會議新聞】2021年3月21日，由江蘇省化學(xué)化工學(xué)會、北京中科安化工業(yè)技術(shù)中心和南京師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院共同舉辦的第二屆全國催化加氫工藝及催化劑技術(shù)開發(fā)與工業(yè)應(yīng)用交流研討會在南京圓滿落幕。
回顧本次會議，22位業(yè)內(nèi)專家?guī)砹藢I(yè)、深入的主題報告，大會氣氛活躍，反響熱烈。其中，中國石油大學(xué)金鑫教授帶來的報告《非臨氫生物質(zhì)脫氫與加氫工藝研究：從催化劑設(shè)計到流程開發(fā)》受到了觀眾的高度認(rèn)可。
金鑫教授正在做報告
報告主要從催化劑設(shè)計開發(fā)和工藝流程開發(fā)兩方面展開，主要集中在綠色催化和全生命周期分析兩塊內(nèi)容上。
金鑫教授首先介紹了我國乳酸的市場情況以及技術(shù)壁壘。金鑫教授指出，隨著禁塑令的頒布和施行，我國對乳酸的需求不斷提升。受技術(shù)壁壘的影響，雖然近些年我國乳酸產(chǎn)能增長很快，但產(chǎn)量卻不大。如今，我國乳酸的生產(chǎn)在技術(shù)存在痛點：主要使用的是發(fā)酵法和硝酸氧化法，其中硝酸氧化法的污染較為嚴(yán)重；原料的合成困難。這也就造成了過去一年里，我國生物基單體原料價格猛增。此外，當(dāng)前我國可降解塑料行業(yè)的發(fā)展使得糧食資源消耗量增大，急需非糧基塑料單體來緩解糧食問題。
受我國乳酸市場的需求牽引，金鑫教授課題組試圖利用低溫綠色催化法，將非糧生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為醇酸。金鑫教授介紹，課題組在做超快速脫氫催化劑設(shè)計過程中，開發(fā)的第一個技術(shù)是生物基多元醇脫氫技術(shù)，該技術(shù)有效解決了傳統(tǒng)多元醇脫氫技術(shù)造成的嚴(yán)重副反應(yīng)問題，可高選擇性地只斷碳?xì)滏I或高選擇性地脫氫，穩(wěn)定性高。研究中，金鑫教授課題組還發(fā)現(xiàn)雙金屬電子耦合效應(yīng)能顯著提高脫氫速率。金鑫教授課題組開發(fā)的第二種催化劑是立方形的二氧化鈰，實驗表明Pt-CeO2結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了甘油超快速&穩(wěn)定脫氫。
隨后，金鑫教授介紹了自產(chǎn)氫-自加氫基礎(chǔ)研究。金鑫教授指出，從全生物周期來看，雖然當(dāng)前的產(chǎn)氫技術(shù)比較低碳，但運輸、儲存和使用都是高碳過程，而自產(chǎn)氫-自加氫科研在納米尺度或一種催化劑表面，實現(xiàn)產(chǎn)氫和加氫的吻合。隨后，金鑫教授以生物基丙二醇為例分析了我國市場情況，講解了多元醇自加氫-自加氫傳化、甘油自加氫-自加氫以及甘油自產(chǎn)氫-自加氫流程設(shè)計。
最后，金鑫教授簡要介紹了對其他高附加值化學(xué)品催化合成的研究，如二酸、PGA單體乙醇酸、1,3-丙二醇等。
金鑫教授指出，當(dāng)前酒石酸主要是以高錳酸鉀或濃度為70%的過氧化氫為氧化劑，以馬來酸為原料制作而成，此外以葡萄糖為原料，用硝酸進行氧化也可以得到酒石酸，但是出率比較低。金鑫教授課題組為解決產(chǎn)品選擇性低的問題，提出需要研制一種活性與選擇性兼具的催化劑和低溫高效的技術(shù)，為此他們以氧氣為氧化劑開發(fā)了一種新的催化合成技術(shù)。但金鑫教授表示，該技術(shù)還存在一些不足，未來課題組還會繼續(xù)研究，力求將產(chǎn)生的二氧化碳轉(zhuǎn)化為其他高附加值產(chǎn)品。
報告最后，金鑫教授對團隊負(fù)責(zé)人、國內(nèi)外合作伙伴及大會組委會表示了真摯的感謝。
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