离子液体研究部

离子液体研究部

  离子液体与绿色工程研究部面向国家“双碳”战略目标以及行业重大需求,以离子液体为核心,布局低碳、负碳、零碳三大技术群,2021年取得了系列进展和成果。

  围绕离子液体,获得Z键理论新认识及界面调控规律。结合多尺度模拟和先进实验表征,提出了重叠因子Z键强弱新理论,阐明了准液体固液界面二维离子岛的竞争生长机理,发现了边缘极化诱导的高选择性气体捕集规律,构建了限域离子液体关联性界面调控的热力学模型,获得了离子定向输运及其强化传质的新机制,设计开发了高效CO2捕集和转化新型催化剂,为绿色工艺创新和过程调控提供了新方法和新途径。相关研究成果发表在Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mat., Chem. Sci., Energy Storage Mater., J. Mat. Chem. A.等国际期刊上。

  瞄准技术前沿,推动绿色低碳技术转化落地。突破了高活性高稳定性离子液体催化剂开发、气液均布大型反应器研制、反应分离耦合集成优化等关键技术难题,建立了10万吨/年CO2制备DMC/EG工业装置并于2021年顺利开车,实现了满负荷稳定运行,产品质量达到电池级标准,形成了具有自主知识产权的成套技术成果;突破了高性能离子液体吸收剂设计、离子液体传质效率低的难题,升级了1.3亿标方/年离子液体法钼酸铵尾气氨分离工业装置并稳定运行;突破了煤基醋酸法MMA百吨级催化剂的工程制备难题,建成了万吨级工业装置,极大拓展了MMA及下游产业的发展空间。上述系列创新技术的应用,为我国化工行业及制造业的低碳化、高端化、绿色化发展提供了科技支撑。

  立足国家战略,构建高端学术交流平台。与中石化燕山石化公司联合成立“碳中和绿色技术联合研发中心”,承担了中科院“碳中和重大咨询项目”专题三“不可替代化石能源预测”的咨询工作,提出拟重点发展的先进低碳技术、前瞻技术,为工业过程低碳绿色发展提供科学依据和技术支撑。依托离子液体专委会及CAS-TWAS 绿色技术卓越中心开展多元化、智能化的国内外会议交流活动,包括第七届亚太离子液体与绿色过程会议(APCIL-7)、绿色能源与产业发展战略高峰论坛、国际绿色技术培训班、绿色技术专题研讨会等,促进绿色技术的宣传建设和发展,实现绿色、低碳、高效、智能发展。

  

  图1 10万吨级新宙邦DMC工业装置

  Fig.1 100,000 t/a DMC/EG Industrial Plant (CAPCHEM)          

   

  2 “碳中和重大咨询项目”专题三咨询

  Fig. 2 Carbon Neutral major consultancy projects”Topic III

   

  3 第七届亚太离子液体与绿色过程会议

  Fig. 3 The 7th Asia-Pacific Conference on Ionic Liquids and Green Process