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斯坦福大学利用CO2生产塑料和燃料等多碳化合物的新思路

斯坦福大学的研究人员发明了利用CO2合成多碳化合物的新技术。首先用这种技术生成一种叫做PEF(polyethylene furandicarboxylate)的塑料，有望替代聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。现在正致力于将这种新技术用于从氢和CO2生成可再生燃料和其它化合物。斯坦福大学的Matthew Kanan及其同事已将该技术和合成PEF的结果发表在《自然》杂志上。

虽然以CO2作为可再生多碳化合物和合成燃料的原料是有吸引力的，但由于提高形成C—C键的效率很难，因此在实施上有局限性。

研究人员指出，CO2容易与碳中心的亲核体发生反应，这种化学中间体要把电子对贡献给亲电体，形成与反应有关的化学键。但是，产生这些中间体需要高能量试剂(如高还原性金属或强有机碱)、碳-杂原子键或相对酸性的C—H键。这些要求限制了从CO2出发的原料路线的环境效益，化学合成只能小批量进行。

一种方法是将玉米糖浆的果糖转化成FDCA。荷兰Avantium公司已经与可口可乐等公司合作开发此类技术。斯坦福团队已经尝试用糠醛代替玉米糖制造FDCA，糠醛是一种已经广泛使用数十年的由农业废料制成的化合物，每年大约有4×105t用于树脂、溶剂等产品的生产。

但是，从糠醛和CO2制造FDCA通常需要有害的化学品，这些化学品生产起来又昂贵又耗能。斯坦福团队用一种更良性的化合物碳酸盐解决了这个问题。研究人员将碳酸盐与CO2和糠酸(糠醛的衍生物)混合在一起，然后将混合物加热至约200 ℃，形成一种熔融的盐。在5 h后，89%的熔融盐混合物已被转化为FDCA。然后，再通过其他研究人员已经开发出来的简单工艺即可将FDCA转化成PEF塑料。

[张伟清摘译自Green Car Congress，2016-03-10]