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绍兴文理基础研究实现固体酸碱绿色制备 实现无污水排放

发布日期: 2019-01-23    来源: 浙江省科学技术厅   

酸碱催化反应是工业上最为重要的一类催化过程之一,其在石油化工、精细化工品合成和生物能源制备、转化等领域受到了越来越广泛的关注。尤其是随着绿色化学和可持续化学概念的提出,液体酸碱催化剂逐渐被固体酸碱催化剂替代。

 

“相比于液体酸碱,固体酸碱具有腐蚀性小,再生容易,酸强度可控,产物选择性高,环境友好等优点,具有重要的潜在应用价值。”日前,绍兴文理学院刘福建副教授在接受浙江在线记者采访时表示,由其带领的课题组在固体酸碱固相机械方面取得了重要突破,实现了固体酸绿色、低成本、可持续的制备,相关研究还得到了浙江省自然科学基金的大力支持。

 

据了解,刘福建课题组从2015年开始围绕多孔固体酸碱的固相机械制备展开研究。经过多年研究,课题组目前已实现常见金属氧化物、氧化硅、水滑石等合成材料的固相机械合成技术,在固体酸碱中均有体现。

 

以酚醛树脂类固体酸碱材料为例,课题组首先通过180-220摄氏度的高温水热技术合成超稳定的介孔酚醛树脂材料、进一步调变材料交联度以及对酸中心结构进行调变,成功实现了规则介孔酚醛树脂类材料的固相无溶剂合成。

 

“传统的合成通常使用水或者醇类化合物进行反应,往往合成1公斤的固体酸材料需要排放2-3公斤的污染水,污染问题十分突出”,刘福建例举说,“使用了新型无溶剂合成技术后,改变制备反应工艺实现了真正的绿色化工,同时成本也降低了近40%。”

 

据悉,通过该项目的系统研究工作,刘福建课题组对于开发绿色、高效有机骨架介孔固体酸碱及其在催化制备生物能源、精细化学品等领域的广泛应用具有重要的理论研究意义,同时对于实现工业过程的绿色化,减少工业废料、废水等污染物的排放具有重要的实际应用价值。

 

不仅如此,利用类似的原理及合成方法,课题组还成功将功能化多孔固体酸碱催化、吸附材料拓展到炭基、金属氧化物、有机硅等材料骨架,实现了该系列绿色、低成本合成方法大规模的普适性。

 

此外,课题组还进一步的系统研究了氮参杂规则介孔酚醛树脂在二氧化碳选择性吸附中的应用研究,制备的规则介孔酚醛树脂显示出特别优异的吸附容量及选择性,对于规则介孔酚醛树脂的大规模广泛应用具有重要的潜在应用价值。

 

目前,刘福建课题组正在推进实验室“克”级反应到“公斤”级的放大,争取推动该项技术产业化应用。

 
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