离子液体研究部

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,在2024年取得了系列进展和成果。

重点进展一:聚焦前沿 | 推进离子液体基础研究创新

在基础领域,针对离子液体微环境调控的重大科学问题,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。构建了机器学习分子力场,解决了离子液体模拟精度和速度矛盾的瓶颈,实现了长时间和大体系的分子动力学模拟,揭示了离子液体微环境形成的机制及演变规律,提出了高N2溶解性离子液体的筛选设计准则;进一步研究了固体表面离子液体有序组装的微观机理,提出了多级热力学模型理论,阐明了纳米限域离子液体界面结构与气体溶解、扩散性能的关联机制。面向多功能应用,结合先进AI技术,提出了离子液体结构-物性的数据库与聚类分析方法,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湿气发电的绿色新过程。相关研究工作发表在JACS、Angew Chem、Adv Mater、AIChE J等国际期刊上,为离子液体的理论创新、功能设计提供了重要科学基础,为离子液体绿色过程创新提供了科学支撑。

重点进展二:绿色赋能 | 促进低碳技术产业转化产业升级

开发了新一代高活性高稳定性离子液体催化剂及规模制备技术,突破了反应过程定向调控、反应装备创新和系统集成等关键科学及技术难题,形成离子液体催化CO2高效转化制备系列碳酸酯绿色成套新技术,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30万吨碳酸酯工业装置。

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,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,建成了亿标方三胺尾气氨碳分离工业示范装置,通过多次调试与整改,打通了吸收-闪蒸-降膜解吸-脱碳-冷凝压缩液化全流程,实现液氨产品的生产。

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共同组建了高性能尼龙材料创新联合体,标志着与神马股份的合作进入了一个新的阶段。共同建立了戊二胺中试戊二胺生产平台,生产出优等聚合级戊二胺,并建立了多级耦合尼龙5X聚合技术,目前正在按计划推进戊二胺工业化规模生产。

重点进展三:协同共进 | 构建高端咨询交流平台

聚焦高端电子化学品领域,2024年承担了多个电子化学品咨询项目,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,进行了电子化学品数据库的搭建和数据收集工作。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等合作平台。成功举办了第八届亚太离子液体与绿色过程会议(APCIL-8)、2024大湾区科学论坛碳中和分论坛暨惠州能源材料创新发展大会以及京-港能源环境青年论坛暨CAS-TWAS绿色技术研讨会等,聚焦我国实现碳达峰碳中和的关键科学问题,围绕低碳科技最新进展、变革性技术及创新应用开展深入交流研讨,进一步推进跨领域综合交叉融合,为发展新质生产力注入新动能。

惠州宙邦15万吨级CO2合成碳酸酯工业装置

2024大湾区科学论坛碳中和分论坛暨惠州能源材料创新发展大会