研究突破 - 中国科学院大连化学物理研究所团队联合意大利的里雅斯特大学在光催化氢气异裂领域取得新进展 实现了常温条件下氢气异裂 [1] - 研究成果于9月5日发表在《科学》杂志上 [1] - 团队突破光生电子和空穴"单独"引发半反应的光催化转化方式 提出利用光生电子和空穴构建空间邻近正负电荷中心实现氢气异裂 [2] 技术原理 - 氢气活化存在均裂和异裂两种机制 异裂能产生极性的氢物种 可提高化工产品生成速率并减少副反应 [1] - 以金/二氧化钛为模型催化剂 通过紫外光激发使电子迁移到金纳米颗粒并被束缚 同时光生空穴在界面处被捕获 形成空间邻近的束缚态电子-空穴对 [2] - 紫外光增强可不断提高氢气异裂效率 [2] 应用验证 - 使用惰性二氧化碳还原反应验证光诱导氢气异裂优势 产生的氢物种可在常温下将二氧化碳全部转化为乙烷 [2] - 通过串联乙烷转化为乙烯装置 可将二氧化碳近乎完全还原为乙烯 [2] - 催化剂稳定运行超过1500小时不失活 [2] 产业价值 - 加氢反应约占四分之一化工反应过程 涉及至少一步加氢反应 [1] - 以氢气和二氧化碳为原料制备乙烷、乙烯等高附加值产品 可大幅降低传统加氢过程能耗 [3] - 减少二氧化碳排放 助力碳资源优化利用 [3] - 未来将发展光与光热耦合的工业化技术路径 为现代煤化工升级转型提供新模式 [3]

研究突破 - 中国科学院大连化学物理研究所与意大利的里雅斯特大学合作开发光催化策略 实现常温氢气异裂 [1] - 研究成果于北京时间9月5日发表于国际学术期刊《科学》 [1] 技术原理 - 利用光生电子和空穴构建空间邻近正负电荷中心 实现常温氢气异裂 [5] - 氢气异裂将氢气裂解为带正电荷质子和带负电荷氢负离子两种活性氢物种 [3] 工业应用价值 - 约四分之一化工反应过程涉及至少一步加氢反应 [3] - 氢气异裂可使重要化工产品生成速率提高并减少副反应 [3] - 以氢气和二氧化碳为原料可制备乙烷、乙烯等高附加值产品 [5] 技术优势 - 突破传统氢气异裂需高温高压的限制 大幅降低反应能耗 [3][5] - 减少二氧化碳排放并助力碳资源优化利用 [5] - 避免高温高压条件下氢气爆炸的安全隐患 [3] 发展前景 - 科研团队将深入进行反应工艺研究 [5] - 计划发展光与光热耦合的工业化技术路径 [5] - 为现代煤化工升级转型提供新模式 [5]

光催化氢气异裂技术突破 - 中国科学院大连化学物理研究所团队联合意大利的里雅斯特大学在光催化氢气异裂领域取得新进展 实现常温条件下氢气异裂[1] - 研究成果于9月5日发表在《科学》杂志上 采用金/二氧化钛模型催化剂通过紫外光激发形成空间邻近束缚态电子-空穴对[2] - 该技术使氢气异裂效率随紫外光增强而提高 突破传统需要高温高压条件的限制[2] 氢气活化机制特性 - 氢气活化包括均裂和异裂两种机制 均裂为两个氢原子各带一个电子 异裂则产生一个富电子氢原子和一个缺电子氢原子[1] - 氢气异裂能产生极性氢物种 可提高约四分之一化工反应中重要产品的生成速率并减少副反应[1][2] - 传统氢气异裂需要较高温度和压力 消耗大量能源并增加安全风险[2] 二氧化碳转化应用成果 - 团队用二氧化碳还原反应验证光诱导氢气异裂优势 常温下将惰性二氧化碳全部转化为乙烷[3] - 通过串联装置将二氧化碳近乎完全还原为乙烯 催化剂稳定运行超过1500小时不失活[3] - 以氢气和二氧化碳为原料制备乙烷/乙烯等高附加值产品 大幅降低传统加氢过程能耗并减少二氧化碳排放[3] 工业应用前景 - 该技术为现代煤化工升级转型提供新模式 未来将发展光与光热耦合的工业化技术路径[3] - 可实现常温条件下加氢反应 降低能源消耗和安全风险 助力碳资源优化利用[2][3]

技术突破 - 中国科学院大连化学物理研究所与意大利的里雅斯特大学合作开发光催化策略 实现常温氢气异裂 [1] - 氢气异裂将氢气裂解为带正电荷质子和带负电荷氢负离子 可提升重要化工产品生成速率并减少副反应 [3] - 传统氢气异裂需高温高压条件 增加反应能耗且存在氢气爆炸安全隐患 [3] 应用前景 - 以氢气和二氧化碳为原料制备乙烷 乙烯等高附加值产品 大幅降低传统加氢过程能耗 [5] - 新技术减少二氧化碳排放 助力碳资源优化利用 为现代煤化工升级转型提供新模式 [5] - 科研团队将开展反应工艺研究 发展光与光热耦合工业化技术路径 [5] 行业影响 - 加氢反应约占四分之一化工反应过程 氢气活化是核心步骤之一 [3] - 常温氢气异裂技术突破可能改变化工行业能源消耗结构 提升反应安全性 [3][5]