江南大学刘小浩教授团队在《美国化学会·催化》发表的研究成果显示，他们把二氧化碳转化成乙醇，用的是纳米“蓄水”膜反应器，这是首次在温和条件下完成“一步法”工业级指标。反应器里维持3 MPa压力和240 ℃温度，二氧化碳能几乎100%定向变成乙醇。团队通过结构封装法设计，给催化剂穿上类似胶囊的“纳米蓄水膜”。壳层经过疏水处理，像单向阀一样把水留住，让乙醇顺利溢出；内部是二氧化铈载体分散的双钯活性位点，水环境能稳定其几何与电子结构，使二氧化碳加氢生成乙醇。 之所以选择这种设计，是因为现有的光催化、电催化等路线虽然也能把二氧化碳转化成乙醇，但都存在副产物多、选择性低、能耗高等问题。在连续流固定床反应器中管理物质和能量流更便捷，理论上更接近工业化。但精准增碳、只生乙醇始终是一大难题。 这个创新反应器的好处很明显。连续运行80小时，乙醇产率一直稳定在98%以上；反应条件温和，3 MPa、240 ℃就能完成；工艺简洁，双钯活性位点的合成与反应路线都能一步完成，放大到工业规模不需要额外改装备；绿色可持续方面也做得好，反应体系没有贵金属泄露和有害副产物，碳足迹明显降低。 刘小浩教授表示，团队正围绕催化剂放大、膜反应器规模化、连续流工艺优化三大方向展开攻关。目标是在两年内完成中试试验，给二氧化碳高值化利用提供一条看得见、摸得着的工业化路径。江南大学化学与材料工程学院的这项研究成果属于江南大学纳米“蓄水”膜反应器的一部分。