CO₂催化转化为甲醇新方法：高效有点贵

诸平

据物理学家组织网（Phys.org）2013年6月20日报道，加拿大拉瓦尔大学（Université Laval）的研究人员已经开发出一种通过催化还原可以使CO₂高效的转化为甲醇,用于低排放大气温室气体的汽车燃料。这项研究成果是由弗雷德里克·乔治·方丹（Frédéric-Georges Fontaine）教授领导的研究团队，包括法国图卢兹大学（Université de Toulouse）的研究人员参与完成的，此研究成果已经在最新一期的《美国化学学会志》（Journal of the American Chemical Society）发表——A Highly Active Phosphine–Borane Organocatalyst for the Reduction of CO₂ to Methanol Using Hydroboranes。

多年以来，研究人员一直在寻找一种可以将CO₂转化为甲醇的节能途径。因为在有氧气存在的条件下、甲醇燃烧会产生CO₂和水，此燃烧过程实际上是一种氧化反应、而将CO₂转化为甲醇的过程可以认为是甲醇燃烧（氧化）反应的逆反应（还原反应）。化学家一直在寻找催化剂（Cat.）,使其逆反应能够顺利进行（见下图示）。

如果可以实现逆反应的发生，以甲醇作为合成燃料自然对于减少温室气体排放大有裨益，同时也可以减少我们对化石燃料的依赖性。

方丹教授研究团队开发的催化剂由两部分化学物质组成，其一是由硼、碳、氢组成的硼烷化合物，另一部分是由磷、碳和氢组成的磷化氢（phosphine）化合物。与迄今为止开发的将CO₂转化为甲醇的大多数催化剂不同，方丹教授研究团队开发的催化剂不含金属,因此无疑对于降低成本以及减少催化剂的毒性危害有益。CO₂催化转化为甲醇不仅需要氢，而且需要化学能。研究人员有用一种BH₃(hydroborane)化合物的想法，其结果是惊人的。反应结果是已知的最好催化剂转化效果的两倍多，而且产生废物很少。此发现更引人注目的是化学反应的不伤害催化剂，通过添加新的反应底物可以使其活化，但是价格问题使其弱点。方丹教授解释说，从化学的角度看，他们产生甲醇的方法是高度有效的,但是现在这个过程有点昂贵。BH₃合成需要很多能量，其花费比甲醇还贵。因此，研究人员正致力于使这个过程降低成本，变得更有利可图，其途径就是通过优化反应和探索其他氢来源。