欢迎访问盐城弘泰气体有限公司官方网站!

新闻分类

热门关键词

联系我们

企业名称:盐城弘泰气体有限公司

联系人:董红军

电话:0515-86264888

手机:15861909188

邮箱:2455676088@qq.com

传真:0515-86264888

网址:www.ycht1688.com

地址:江苏盐城市建湖县民营创业园1号路20号

变温室气体为有用之“材”

您的当前位置: 首 页 >> 新闻中心 >> 成功案例

变温室气体为有用之“材”

发布日期:2016-12-26 作者:江苏弘泰气体有限公司 点击:

二氧化碳转化为材料的想法,源自于对温室气体处理的不同观点。


    2008年左右,主流观点认为应该将二氧化碳注入地下封存起来。来自德国亚琛工大的研究人员托马斯米勒则在美国化学协会年会上提出可以将二氧化碳转化为聚碳酸酯塑料,并用于生产塑料瓶、DVD光碟等有用的制品。因为二氧化碳含碳元素,意味着它不仅是温室效应的“祸首”,同样是很好的碳资源。



    进入工业化时代,化石燃料大量燃烧,向大气中排放二氧化碳等大量温室气体,引起全球变暖,冰川融化,海平面上升,最终成为一个全球性难题。工业化带来的负面影响或许也能通过工业手段解决。


    在刚过去的巴黎气候峰会上,一个名为欧盟“气候变化减缓与适应”的知识与创新团体(Climate-KIC)展示了工业、科学等领域与气候变化减缓适应相关的项目。该团体以全球最大的聚合物生产商之一——科思创领衔的“enCO2re”示范项目为基础,希望借此推动二氧化碳代替日益稀缺的石油来生产塑料。而据科思创披露,今年相关技术就将投入工业化生产。


    除了德国,美国、日本 、中国等国家在探索如何将二氧化碳转化为碳基聚合物,并且试图令其生产成本与普通塑料一样低。盐城气体更有科学家在尝试将二氧化碳转化为燃料。


    可以预见,随着技术的进步以及对于回收废气问题的重视,温室气体将真正成为有用之“材”。

盐城气体

    二氧化碳代替石油造塑料


    除了通过谈判达成框架性协议约束各个国家的温室气体排放,探索二氧化碳的全新用途也成为联合国气候变化大会的一大主题。在巴黎峰会召开期间,欧盟“气候变化减缓与适应”知识与创新团体(Climate-KIC)在巴黎大皇宫展示了包括示范项目在内的多个项目。该团体以“enCO2re”示范项目为基础, 支持各种技术创新,目前该项目正在为一种使用二氧化碳来生产橡胶与合成纤维的技术提供支持。


    将二氧化碳转化为材料的想法,源自于对温室气体处理的不同观点。2008年左右,主流观点认为应该将二氧化碳注入地下封存起来。来自德国亚琛工大的研究人员托马斯米勒则在美国化学协会年会上提出可以将二氧化碳转化为聚碳酸酯塑料,并用于生产塑料瓶、DVD光碟等有用的制品。因为二氧化碳含碳元素,意味着它不仅是温室效应的“祸首”,同样是很好的碳资源。


    托马斯米勒选择了与德国拜耳化学公司(科思创即原拜耳材料科技)合作,并建造了一个催化剂实验室。2010年左右,有消息称德国联邦教育研究部投入450多万欧元,支持当时的拜耳材料科技及其合作伙伴从事二氧化碳转化聚醚等多元醇碳酸酯的研究。


    历经8年,已经成为独立公司并更名的科思创终于宣布,将二氧化碳作为生产优质泡沫塑料原材料的研发已经进入后期阶段,预计于2016年将这一技术投入工业化生产。


    “我们未来的努力目标就是充分利用二氧化碳,闭合碳循环链。”负责创新的科思创董事会成员马库斯 ·施乐文博士表示,“看到各国政府意识到二氧化碳具有巨大的开发潜能,并系统性地推动商业和科学领域的相关研发活动,我们非常兴奋。例如,德国已经在这个方面做出了很长时间的努力,现在欧盟也开始行动。凭借科思创在生产工艺和催化研发的专业知识,我们能够推动二氧化碳的资源化利用。”这标志着利用二氧化碳生产聚合物或将进入规模化阶段。


多国寻求二氧化碳基材料商业化

    

    二氧化碳基聚合物被公认为是一种环境友好型原料。可以通过回收利用、焚烧和填埋等多种方式处理。可以像普通塑料一样回收后进行再利用,焚烧处理时生成二氧化碳和水,不会产生烟雾。填埋则能在数月内降解。另一方面,目前的塑料制品基本为石油基产品。若采用从废气中回收的二氧化碳,同时减少对石油的使用,将达到数重环保的目的。


    故而,利用二氧化碳制造材料很早就为化学家们所关注。上世纪60年代,日本油封公司井上祥平等人就发现了二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下可得到全降解塑料。然而化学反应引起的副反应会生成不稳定的低分子量共聚物,使得该研究成果未能推向商业化。此后,其他国家也陆续投入将二氧化碳转化为可降解材料的研究,但由于二氧化碳性质不活泼,很难与其他化合物尤其是有机物聚合,以及理想的催化剂难寻等原因,该项研究一直没有明显的进展。直到1994年左右,美国Air products and chemicals Inc公司购买了井上祥平等人的专利并进行催化剂改进,生产出二氧化碳可降解共聚物并进行以吨级量的商品出售。


近5年来,美国、日本、中国等在二氧化碳基材料研发和中小规模生产方面进展开始加速。


    2010年左右,美国Novomer公司开发了一个技术平台,从废二氧化碳中生产有价值的、高性能聚合物,获得最佳环境效益奖以及近1800余万美元的政府奖金。Novomer公司基于一个创新的催化剂体系,以二氧化碳为主要原料生产各种聚合物,二氧化碳质量分数在43%-50%之间。Novomer公司还称,该公司利用小型反应器进行中型规模生产聚丙烯碳酸酯(PPC)树脂,比标准的塑料使用化石燃料要少50%。可应用于涂料、表面活性剂、软包装和纤维等。


    2015年,有消息称日本旭化成计划在仓敷水岛的制造基地建立一个新的工厂用于生产新研发出的碳酸二苯酯。具体是用自主研发的催化剂从二氧化碳以及酒精中提取二烃基碳酸酯,然后从DRC和苯酚中得到DPC。还有文献称,日本有计划建立以二氧化碳为化工原料的独立工业体系。


    我国从上世纪80年代末开始研究二氧化碳基材料,目前的研发和生产水平均处于世界前列。2015年,大连理工大学精细化工国家重点实验室“小分子活化与仿生催化”教育部创新团队在《自然通讯》上发表通讯,称探索出化学固定二氧化碳新方法,成功设计出结晶状化合物——结晶梯度聚碳酸酯,其熔点温度可在一定范围内调节,大大拓展了二氧化碳的使用范围,还获得了各种结晶性的二氧化碳共聚物。此前,中科院广州化学公司、中科院长春应化所等单位在二氧化碳共聚物产业化研究方面也屡屡获得突破。


陶氏化学、巴斯夫等全球知名化工企业也曾从事过二氧化碳基材料或相关催化剂的研发工作。


    值得注意的是,近期石油价格大跌对于仍在攻克技术难关的二氧化碳基材料来说是一个相当糟糕的消息。目前生产二氧化碳基材料所采用的催化剂均为锌、铬、稀土、纳米催化剂,价格高昂。原本二氧化碳基材料的成本价已是石油基产品的1.5-2倍。石油价格节节下挫,更是拉大了二氧化碳基塑料与石油基塑料的生产成本差距,或令已进行试验生产的厂商难以为继。但相比石油基产品,二氧化碳基材料可降解,有助于减少温室气体,具有环保优势。绝大多数观点认为,仍有必要继续推进二氧化碳基材料研究和生产。


    中国工业气体工业协会二氧化碳专委会副秘书长薛定撰文称,要重视CO2资源的综合利用,尤其是要加快以CO2为原料合成各类无机、有机及高分子产品的研究开发工作,并呼吁“十三五”期间,国家有关部门提供政策支持促进我国二氧化碳的回收利用。


    除却政策鼓励和财政支持,若能利用二氧化碳制造出附加值更高的材料,利用二氧化碳制造材料或将迎来更大的前景。2015年,来自乔治华盛顿大学的研究人员宣布发现了一种利用大气中富集的二氧化碳生产碳纳米纤维的方法。这种纤维可制成强大的碳碳复合材料,用于制造民航客机等高端领域。


    研究人员首先在高达750℃的碳酸锂熔液中插入两根分别由镍和钢制成的电极,通过镍和钢电极的热及直流电使二氧化碳溶解,碳纳米纤维可以在钢电极形成并可与之分离。太阳能为这一化学反应提供动力,实验过程中只产生碳纳米纤维和氧气,而不会产生其他有害物质。其运行成本只有产出价值的数百分之一。团队研究带头人Stuart Licht博士称这是一项两全其美的伟大发明,既可以有效分解空气中的二氧化碳,还能以最低的成本制备出大量的碳纳米纤维,据估算,如果运用该项技术在相当于撒哈拉沙漠1/10的区域内对二氧化碳进行分解转化,那么在10年之内便可将该区域的二氧化碳浓度水平降低至工业文明之前。 


相关标签:盐城气体

最近浏览:

在线客服
分享