「二氧化万吨」二氧化碳“化身”高分子材料

今天，山东创新网分享「二氧化万吨」二氧化碳“化身”高分子材料。

近年来，全世界在利用化石燃料过程中每年向大气排放二氧化碳达340亿吨，其中只有约20亿吨被海洋吸收，7亿吨被陆地生态系统吸收，人工利用量不足10亿吨。二氧化碳的排放量已经远远超过了大自然自身平衡的能力，给人们的生存环境带来了越来越大的压力。
近日，记者获悉，大气污染治理研究专家、山东大学化学与化工学院教授朱维群的一项科研成果——“二氧化碳高效封存利用产品的技术开发与工程示范”成功启动，这意味着解决二氧化碳过量排放问题有了可行方法。
“垃圾就是放错了位置的资源。”接受记者采访时，朱维群说，该技术在一定工艺条件下，不仅可以实现二氧化碳零排放，还能把二氧化碳变成具有高附加值的新材料产品。
朱维群介绍，该技术是将化石燃料碳氢化合物在工业生产过程中转化为氢和二氧化碳，将其中的二氧化碳与氨（一部分氢气和伴生的氮气反应而得）进行反应，得到二氧化碳含量最高的稳定固体产品“三嗪醇”。在此基础上，“三嗪醇”继续反应还可开发成高分子材料。这种以二氧化碳为原料的高分子材料完全可以替代一部分高耗能、高排放的工业材料。这样一来，二氧化碳就不再是破坏生态环境的污染物了，而是化身成了一种固体高分子材料被用于人们的生活中。
“将二氧化碳直接封存、利用是我国大气雾霾治理、工业产业结构调整、应对全球气候变化的一种技术途径。”朱维群说，开发一条低能耗、低排放的技术路线是解决我国二氧化碳过量排放的根本方法。该成果恰恰可以实现在工业生产中将二氧化碳封存在“三嗪醇”产品中，从而使生产过程达到二氧化碳零排放。“生产过程中直接做成产品是目前二氧化碳的最佳封存利用方式。若是在二氧化碳大量排放后再去捕集、封存、利用，能耗较高，得不偿失。”
据悉，生产1吨“三嗪醇”产品，只需要原料氨0.4吨，而可以有效封存、利用的二氧化碳则可达1吨。“因此，从化学反应的角度来说，这是封存利用二氧化碳最有效的化学反应。”朱维群说，这项二氧化碳化学利用新技术，可以在燃气电厂或燃煤电厂、煤制天然气及煤制油领域等广泛应用。
朱维群举例说，一套年产30万吨合成氨的装置每年排放二氧化碳约为58万吨，在此基础上继续合成尿素，可建立年产52万吨的尿素装置，而每年排放的二氧化碳就可减少到20万吨。“如果再继续合成三嗪醇，则可建立年产66万吨的三嗪醇装置，每年排放的二氧化碳量就是负16万吨（理论计算），也就可以实现零碳排放。”朱维群说，煤气化过程中一般都有高纯度的氢气、二氧化碳和伴生的氮气等原料，通过改变反应过程和目标产品即可实现二氧化碳的高效利用。
据介绍，以二氧化碳为主要原料开发的“三嗪醇”产品是白色固体，无毒无味，以其为原料合成的高分子材料具有耐腐蚀、耐高低温、阻燃、质轻，有很强的耐用性，在建筑装饰、车辆、船舶、航空航天等领域可广泛使用。
“三嗪醇”产品不仅环境效益好，其经济效益也很可观，每吨产品利润达1500元以上。采访中，朱维群还说，这条工艺路线可形成二氧化碳应用的循环经济产业链。
（记者 刘梅梅）