离子液体研究部
离子液体与低碳能源研究部面向国家“双碳”目标以及行业重大需求，聚焦绿色低碳从基础到工业应用的贯通式技术研发，实现多项技术的工程示范及产业化应用，2023年取得了系列进展和成果。
重点进展一：基础研究，向新而变｜推动离子液体基础研究的持续创新
在基础领域，结合理论模拟、先进实验和机器学习，对离子液体科学本质进行前瞻性、创新性和开拓性研究。发展了基于机器学习的离子液体分子力场，实现了离子液体界面长时间（us）和大体系（百万原子）的分子动力学模拟，揭示了固体表面离子液体Z键解耦的分子机制；设计合成了CeOx负载单原子Ru新型催化剂，厘清了界面离子液体强化CO2电还原制C1/C2产物的微观机制；以金属离子液体为前驱体，提出了合成了Ni、Co等单原子催化材料的新策略，极大提高了CO2电催化还原效率；阐明了纳米限域通道内离子液体相态-结构-传递的热力学关联机理，建立了有序界面强化传质的限域传递模型，实现了限域离子液体强化气体分离和蒸发发电的新过程。相关研究工作发表在Angew Chem、PNAS、Adv Funct Mater、CES、CEJ、AIChE J、JPCL等国际期刊上，深化了对离子液体及纳微界面体系的科学本质认识，为离子液体的功能设计与绿色过程创新提供了科学支撑。
图1 惠州宙邦15万吨级CO2合成碳酸酯工业装置
重点进展二：产业升级，向绿而行｜加速绿色低碳技术转化落地
开发新型离子液体催化剂及规模化制备技术、突破了反应装备、过程定向调控和系统集成等关键科学及技术难题，形成离子液体催化CO2高效转化制备各类碳酸酯新材料绿色成套新技术，与惠州宙邦化工有限公司合作建成的第二套离子液体催化CO2合成碳酸酯15万吨工业装置顺利开车，实现稳定满负荷生产；与洛阳东科新材料有限公司签署技术合作协议建设30万吨碳酸酯绿色新技术工业装置，预计2025年底开车。
针对三胺尾气NH3含量高、易结晶、难分离等特点，提出了非水离子液体体系直接分离回收三胺尾气中氨的新技术，突破了氨碳易反应结晶、难分离的难题，实现了尾气中氨的高效分离回收，获得高纯液氨产品，解决了现有碳铵工艺经济性差、污染重的难题。设计并建成了国际首套离子液体法三聚氰胺尾气分离工业示范装置，已建成了亿标方三胺尾气氨碳分离工业示范装置。
开发了戊二胺高效合成和绿色分离全链条新工艺，突破了戊二胺合成关键酶的“芯片”问题，与中国平煤神马控股集团有限公司签署了《科技创新驱动发展战略合作框架协议》，标志着与神马股份的合作迈上了一个新的台阶。为深化战略合作框架协议，与神马股份展开了《特种尼龙单体成套关键技术研究》项目合作，目前正在按计划推进工作。
重点进展三：协同创新，向前而进｜构建高端咨询及交流平台
围绕离子液体这一核心，出版了《Encyclopedia of Ionic Liquids》（离子液体百科全书），系统全面地介绍了离子液体理论、技术和工业应用，并荣获Springer Nature 2023年度“中国新发展奖”。聚焦高端电子化学品领域，2023年2月，成立“中国化工学会-电子化学品专委会”，开展了电子化学品产业高质量发展咨询，提出了未来电子化学品重大科技攻关方向和技术发展规划建议。依托离子液体专委会及CAS-TWAS绿色技术卓越中心，以人才培训、信息交流为抓手，重点推动了国际绿色技术合作，并形成绿色技术联盟的合作平台。成功举办了2023大湾区科学论坛—碳中和分论坛、“一带一路”绿色技术论坛和中国化工学会-电子化学品论坛等，积极推进协同创新，打造了集学科交叉、开拓创新、人才培养、广泛合作为一体的国际一流大平台。
图2 中国化工学会电子化学品专业委员会