神华集团二氧化碳制甲醇

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• 1、如何将二氧化碳转化为甲醇
• 2、如何用二氧化碳制取甲醇？
• 3、二氧化碳制甲醇成本
• 4、二氧化碳与氢气反应生成甲醇

如何将二氧化碳转化为甲醇

二氧化碳转化成甲醇过程中的一个关键因素是找到合适的均相催化剂，这对于加快化学反应生产甲醇至关重要。但问题是，转化反应需要的高温（约150℃）条件，往往会导致催化剂的分解。

据物理学家组织网报道，此次研究人员开发出在高温下不会分解的金属钌催化剂，稳定性好，可重复使用，并可连续生产甲醇。研究表明，用新的催化剂及一些额外的化合物，可将从空气中捕获的二氧化碳转换为甲醇的效率提高到79%。在最初过程中，甲醇会与水混合，但水很容易通过蒸馏分离。

研究人员希望这项工作未来能为“甲醇经济”做出贡献，并计划开发出一个“人为的碳循环”，其中碳被回收利用，以补充自然界碳的循环。

如何用二氧化碳制取甲醇？

将二氧化碳转化为甲醇（一种潜在可再生的代用燃料）提供了同时形成代用燃料并减少二氧化碳排放的机会。

自然发生过程的启发，一个团队波士顿大学的化学家使用多催化剂体系转换碳的二氧化碳，以甲醇具有高活性和选择性报道的最低温度，研究人员发表在杂志上的最新网络版化学。

报告的主要作者波士顿学院化学副教授杰弗里·拜尔斯和弗兰克·宗格说，该团队的发现是通过在海绵状多孔晶体材料（称为金属有机骨架）中的单个系统中安装多个催化剂而实现的。

分开的催化剂由海绵固定在适当的位置，可以和谐地工作。他们报告说，如果不以这种方式分离出催化活性物质，反应就不会进行，也不会获得任何产物。



Tsung说，研究小组从细胞中的生物机械中汲取了灵感，该生物机械高效地使用了多组分化学反应。

该小组采用了通过客体-客体化学分离催化剂的方法，其中将“客体”分子封装在“主体”材料中以形成新的化合物，从而将二氧化碳转化为甲醇。该方法受到自然界中多组分催化转化的启发，将温室气体转化为可再生燃料，同时避免了单一物种对催化的高需求。

Tsung说：“我们通过将一种或多种催化剂封装在金属有机骨架中，然后将所得的主客体结构与另一种过渡金属配合物一起催化应用，来实现这一目标。”

拜尔斯说，该团队包括研究生Thomas M. Rayder和本科生Enric H. Adillon，着手确定他们是否可以开发一种方法来整合不相容的催化剂，以便在低温下以高选择性将二氧化碳转化为甲醇。 。

具体而言，他们希望找出与基于过渡金属配合物的二氧化碳到甲醇转化的最新技术相比，该方法是否具有特定优势。

拜尔斯说：“在系统中正确的位置放置多个过渡金属络合物催化剂对于反应的转变至关重要。” “与此同时，将这些催化剂包封可以在多组分催化体系中实现可回收性。”

研究表明，这些特性使多组分催化剂的结构在工业上更具相关性，这可能为碳中和的燃油经济性铺平道路。

除了通过封装的催化剂，导致催化剂活性和循环利用实现现场隔离，球队发现的自催化功能的催化剂，而不需要大量的添加剂可以运行该启用的反应。Tsung表示，以前有关类似反应的大多数报道都使用了大量的添加剂，但该团队的方法避免了这种必要，并且是第一个在与能源相关的反应中使用二氧化碳的方法。

二氧化碳制甲醇成本

制甲醇的成本约为1953元/吨。在此甲醇成本之下，若使用二氧化碳+绿氢制甲醇，对应的氢气成本需要降至7.01元/kg（0.63元/Nm3），电解水电价下降至0.07元/度，根据宝丰能源计划新建的光伏制氢项目的经济可行性分析，每方氢气的成本可控制在0.7元/Nm3，已接近0.63元/Nm3，这意味着二氧化碳+绿氢制甲醇逐渐具备经济性。

二氧化碳与氢气反应生成甲醇

二氧化碳与氢气反应生成甲醇的化学方程式是CH3OH。

扩展知识：

甲醇（Methanol）又称羟基甲烷、木醇（wood alcohol）或木精（wood spirits），是一种有机化合物，是结构最为简单的饱和一元醇，其化学式为CH3OH/CH4O。分子量为32.04，沸点为64.7℃。甲醇有“木醇”与“木精”之名。

源自于曾经其主要的生产方式是自木醋液（为木材干馏或裂解的产物之一）萃取。现代甲醇是直接从一氧化碳，二氧化碳和氢的一个催化作用的工业过程中制造。甲醇很轻、挥发性强、无色、易燃，并有与乙醇（饮用酒）非常相似的气味。但不同于乙醇，甲醇毒性大。

不可以饮用。通常用作溶剂、防冻剂、燃料或变性剂乙醇，亦可用于经过酯交换反应生产生物柴油。甲醇的密度为0.7916g/cm3，与水可以以任意比例混溶，但不会与乙醚互溶。甲醇具有刺激性气味，吸入或摄入微量都会对人体造成危害。长时间接触甲醇可能会导致视神经萎缩、失明。

甚至死亡。甲醇的生产方法主要有天然气合成法和煤炭合成法两种。天然气合成法是以天然气中的甲烷为原料，在高温高压下进行转化反应制得。煤炭合成法则是以煤炭为原料，经过气化、合成等步骤制得。甲醇的主要应用领域是生产甲醛和醋酸，甲醛是一种重要的工业原料。

可用于合成树脂、油漆、塑料等。醋酸是一种有机酸，广泛用于制造醋酸纤维素、醋酸酯等化学品。此外，甲醇也常作为溶剂和燃料添加剂使用。在溶剂领域，甲醇可以用于制造涂料、油漆、油墨等产品；在燃料添加剂领域，甲醇可以用于提高汽油的辛烷值和降低污染物排放。

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