以二氧化碳為原料之酒精連續生產技術

 

刊登日期:2021/9/29
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日本產業技術總合研究所(AIST)發表與北海道大學共同開發了一項以二氧化碳為原料之酒精(Alcohol)連續生產技術。此項技術係利用離子液體將具有讓二氧化碳與氫氣轉換成丁醇(Butanol)之機能的金屬錯合物觸媒固定於矽凝膠,進而製成固體觸媒。將固體觸媒設置於流動式反應裝置(Flow Reactor),透過反應的執行,即可從原料連續生產出丁醇。

研究團隊將溶解於非揮發性離子液體的釕(Ru)金屬錯合物塗佈於多孔質矽凝膠表面,進而形成平均膜厚約20 nm薄膜狀的觸媒,而此類觸媒被稱之為固載離子液體相(Supported Ionic Liquid Phase; SLIP)觸媒。SLIP觸媒不僅能讓離子液體薄膜中的金屬錯合物觸媒與有機溶媒反應有同樣的作動,且外觀與矽凝膠同樣皆為粉體,故可如同一般固體觸媒進行運用。此外,由於離子液體在氫甲醯化反應(Hydroformylation)的溫度領域不會揮發,因此觸媒可在載體上穩定存在。

一般使用釕錯合物之批式反應器(Batch Reactor)的反應效率,相對於釕原子,含氧化合物的產收量每小時約有5分子。而研究團隊將新開發的SLIP觸媒應用於高壓流動式反應器,並將丙烯、二氧化碳、氫氣以反應壓8.6 MPa、反應溫度170 ℃進行約8小時的反應之後,相對於SLIP觸媒中的釕原子,1小時生成了約50分子的含氧化合物(主成分為丁醇)。透過實驗可知,將金屬錯合物觸媒變更為SLIP觸媒,批式反應器也變更為流動式反應器,反應效率即可提高10倍。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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