2014,中國科技光彩熠熠,更勝以往,各類成就可圈可點?;仡櫼荒陙韲岁P(guān)心的科技新聞主題,我們發(fā)現(xiàn):“天河二號”、超級雜交水稻、“嫦娥”工程、“高分”衛(wèi)星等中國科技明星項目再豎里程碑,阿里巴巴上市、國家R&D經(jīng)費投入強度破2%,以及科技體制改革等新消息則顯示中國科技水準(zhǔn)快速提升,以及科技和經(jīng)濟相互助推的良好態(tài)勢??萍剂咙c日趨增多的背后,是中國綜合國力的上升,以及科研人數(shù)十年如一日的堅守,科技進步無窮期,夜班的燈永遠(yuǎn)亮著。
發(fā)現(xiàn)甲烷直接轉(zhuǎn)化的辦法
甲烷,最輕最簡單的含碳?xì)怏w。池塘池底戳一個洞,冒泡的就是它;澳大利亞的牛兒放個屁,搞得全球變暖也是它;在天然氣管道里奔涌和千家萬戶的廚房里燃燒的,還是它。如此常見的一種材料,要是除了直接燒掉,還能有別的用途該多好!
中科院大連化學(xué)物理研究所的包信和院士團隊,今年在甲烷高效轉(zhuǎn)化相關(guān)研究中獲重大突破,成功實現(xiàn)了甲烷一步高效生產(chǎn)乙烯、芳烴和氫氣等高值化學(xué)品。其成果刊登在美國《科學(xué)》雜志上。
以天然氣替代石油生產(chǎn)液體燃料和基礎(chǔ)化學(xué)品,是學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界研究和發(fā)展的重點。由于具有四面體對稱性的甲烷分子是自然界中最穩(wěn)定的有機小分子。它的轉(zhuǎn)化是一個世界性難題,被稱為催化乃至化學(xué)領(lǐng)域的“圣杯”。過去,要讓甲烷這種不愛交際的分子變得活躍起來,一般要用到氧分子做中間人,需要的能源消耗很高,排出大量二氧化碳影響生態(tài)環(huán)境。
在20多年甲烷催化轉(zhuǎn)化研究的基礎(chǔ)上,中國科學(xué)家提出基于“納米限域催化”的新概念,創(chuàng)造性地構(gòu)建了一種新的鐵催化劑,成功實現(xiàn)了甲烷在無氧條件下選擇活化,一步高效生產(chǎn)乙烯、芳烴和氫氣等高值化學(xué)品。與傳統(tǒng)路線相比,這種技術(shù)耗能低,縮短了工藝路線,反應(yīng)過程實現(xiàn)了碳原子100%利用, 二氧化碳零排放。
該技術(shù)一出,震驚學(xué)界和業(yè)界。德國巴斯夫集團副總裁穆勒表示,這是一項“即將改變世界”的新技術(shù),未來的推廣應(yīng)用將為天然氣、頁巖氣的高效利用開辟一條全新的途徑。國內(nèi)外多家能源和化學(xué)公司等都對這一產(chǎn)業(yè)變革性技術(shù)表現(xiàn)出極大的興趣?;蛟S未來,我們的手機、服裝、燃料都會因為這種新技術(shù)而降價呢。