閔越 馬玉雯 王芳 馬雪 段斌

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氰胺即為氨基氰簡稱，可在無毒除蟲劑、果樹落葉劑等方面應用。而晶體氰胺可在農藥中間體合成、醫(yī)藥、飼料添加的合成以及保健產品等方面應用，例如可在醫(yī)藥行業(yè)中生產醫(yī)藥中間體以及氰尿酰胺、食品添加劑、凈水機等，有著非常廣泛的用途。而就二氧化碳而言，為全球變暖的主要溫室氣體，二氧化碳減排以及有效利用已經成為重要的研究課題，受到了越發(fā)廣泛的關注。在當前基本化工原料以及能源緊缺的狀態(tài)下，二氧化碳被看作鏈接資源，進而轉化為化工產品等具有重要價值以及深遠意義。因此，論文將主要針對氰胺產業(yè)二氧化碳利用現(xiàn)狀進行分析，并且主要從二氧化碳催化氫化、二氧化碳光催化以及電化學法固定二氧化碳三大方面展開，以期為有關理論補充以及有關方面的深入了解產生積極的影響。

氰胺產業(yè)；二氧化碳；利用現(xiàn)狀

1 引言

二氧化碳捕集封存已經在較多行業(yè)之中推行，可是此種方法存在一定的泄漏風險，大量二氧化碳迅速釋放可能會引發(fā)災難。作為石化燃料燃燒副產物，二氧化碳被看作鏈接資源，可轉化為如化工產品、能源及材料等，這不只能夠將原料總利用率提升，令生產升本降低，還以將產品的市場競爭力提升，并且能夠有效改善生產環(huán)境，進而將更多豐富、優(yōu)質二氧化碳產品提供，其表現(xiàn)出了良好的經濟效益及社會效益。同時，在基本化工原料及能源緊缺的狀況之下，以二氧化碳作為原料，進而將各種類型的有機及高分子產品合成，能夠將全球變暖相關環(huán)境問題環(huán)節(jié)，并且還可以實現(xiàn)資源的有效利用。

2 二氧化碳催化氫化

二氧化碳催化氫化主要指的就是，在一定條件下，二氧化碳與氫氣或是其他共氫體發(fā)生了還原反應，且生成了甲醇、甲醚、甲醇等化合物。二氧化碳資源化利用關鍵技術手段就是催化氫化，且具備廣泛的應用前景。

2.1 催化氫化合成甲醇

甲醇也稱為木精或是木醇，為有酒精氣味、無色的易揮發(fā)液體，常在制造農藥與甲醇等方面進行運用，且還作為酒精變性劑、有機物催萃取劑等。在化學工業(yè)之中，甲醇是極為重要的產品，因其便于運輸、存儲，被看作是能代替化石燃料的一種新型燃料，并且也是合成其他產品的關鍵中間體。二氧化碳催化氫化合成甲醇，能夠將減排壓力有效緩解，并且也是其綜合利用的新渠道，且表現(xiàn)出了選擇性較好、反應條件溫和等優(yōu)勢。

例如，學者安欣等利用特殊共沉淀法備了在二氧化碳催化氫化過程當中具備極高活動的納米纖維催化劑，二氧化碳轉化率在20.1%，甲醇選擇性達55.9%，而其時空產率也達到了0.391g/（mL·h）。

2.2 催化氫化合成甲酸

甲酸也叫做蟻酸，有刺激氣味、無色、具備腐蝕性，當皮膚接觸之后會出現(xiàn)紅腫、氣泡的情況。甲酸具備了酸的性質，也具備醛的性質。在化工業(yè)當中，其被廣泛地應用在醫(yī)藥、橡膠、燃料以及皮革種類工業(yè)中。

甲酸屬于價位重要的有機化學中間體，在有機合成及化學工業(yè)當中有著廣泛的應用，并且還是極具潛力的低溫燃料電池的重要燃料。就如學者于英民等在二氧化碳催化氫化合成甲酸的額反應中，應用了功能化MCM-41 固載釕基催化劑，并且分別進行了標記，即M-Ru CI2(PPh3)與M-RuCl。通過實驗結果了解到，M-Ru CI2(PPh3)催化劑呈現(xiàn)出了更明顯的規(guī)劃活性，甲酸轉化數(shù)到達了1276。

2.3 催化氫化合成甲醚

甲醚也稱作二甲醚，其溶于水、苯、汽油、乙酸甲酯、四氯化碳等之中，主要用作噴霧劑、冷凍劑及溶劑等，切實一種綠色環(huán)保制冷劑、氣霧劑以及有機中間體與燃料。結合相關研究了解到，二氧化碳催化氫化合成甲醚，主要劃分為兩個步驟。首先，二氧化碳加氫生成甲醇，之后甲醇分子間脫水，生成了甲醚。因此，甲醚催化劑為甲醇催化劑與分子脫水催化劑構成的一種復合催化劑。例如，楊海賢等經過對二氧化碳催化氫化合成甲醚的研究發(fā)現(xiàn)，加入Si 可以將催化活性顯著提升，當催化劑當中的W(Si02)處于3.5%的狀態(tài)下，二氧化碳轉化率以及甲醚收率分別達到了23.9%與9.4%。

3 二氧化碳光催化

光催化反應主要指的就是，以半導體材料為催化劑，在具備足夠光照能量的情況下，光生電子遷移可以令二氧化碳實現(xiàn)還原。二氧化碳光催化，直接利用太陽能綠色能源，表現(xiàn)出了低能耗、無污染、體系易控簡便等優(yōu)勢，研究中藥就是將具備高選擇性以及高催化活性的光催化劑尋找，進而將二氧化碳還原反應轉化率提升。當前，光催化劑主要包括Ti02及其修飾后改性的光催化劑、有機物光催化劑、鈣鈦礦光催化劑等。

3.1 光催化合成甲醇甲酸

在常溫常壓紫外光照射之下的Ti02納米帶光催化二氧化碳還原甲烷反應中，當6 進行600℃焙燒情況下，獲得雙晶材料，其光催化活性表現(xiàn)最佳。優(yōu)質光催化活性與Ti02雙晶脫水納米帶光有直接關系。所形成的納米晶界可以將紫外區(qū)的催化劑光吸收能力提升，而銳鈦礦與Ti02（B）獨特雙晶間隔結構，也將界面電荷分離效率提升。

3.2 光催化合成碳酸二甲酯

碳酸二甲酯為一種低毒性且具備優(yōu)質環(huán)保性能的化工原料，其有著廣泛的應用，是重要的有機中間合成體，具備多種反應性能，在生產過程當中表現(xiàn)出了便捷、安全、污染少、便于運輸?shù)扔悬c。因其毒性是較小的，也令其表現(xiàn)出了較為廣泛的發(fā)展及應用前景。二氧化碳與甲醇合成碳酸二甲酯，在利用碳資源、合成化學以及環(huán)保等方面都表現(xiàn)出來極大的意義與價值。如孔令麗等針對二氧化碳與甲醇光催化產生碳酸二甲酯及其反應性能進行了探究。通過研究結果了解到，在較低溫度條件下，光催化反應也可以顯著完成，且將甲醇轉化率明顯提升。

3.3 光催化合成甲基丙烯酸

甲基丙烯酸為透明液體或是無色結晶，但有刺激性氣味。其可以溶于熱水之中，并且也可以在多數(shù)有機溶劑中相溶，如乙醚、乙醇等。容易聚合成為水溶性的聚合物。同時，是可燃的，遇到明火、高熱，會有燃燒的危險，且受熱分解之后會有有毒氣體產生。

甲基丙烯酸為聚合物與有機化工原料關鍵中間體，能夠用在甲基丙烯酸甲酯及其衍生物的生產中。而就傳統(tǒng)的甲基丙烯酸生產而言，其反應是有毒的，會嚴重污染環(huán)境，且有著較高的生產成本。而以二氧化碳作為原料的甲基丙烯酸合成，表現(xiàn)出了較大的發(fā)展?jié)撃堋?/p>

3.4 光催化合成異丁烯醛

異丁烯醛的別稱即為2-甲基丙烯醛，其有著強烈的刺激性臭味，為無色液體，微溶于水，易溶于乙醚、乙醇，且為有毒、易燃液體。主要在制造樹脂及共聚物中應用，為熱塑性塑料單體原料與甲基丙燃酸生產原料。如胡蓉蓉等利用體積浸漬法與表面改性法，將金屬修飾負載型復合半導體材料進行植被，對此材料對于丙烷與二氧化碳合成異丁烯醛光催化規(guī)律進行了分析。經過研究發(fā)現(xiàn)，對于固體材料的光源相應范疇而言，金屬Cu 修飾起到了重要的拓展作用，并且將反應體系吸光能力提升。

4 電化學法固定二氧化碳

通過電火花發(fā)固定二氧化碳，為電活化二氧化碳生成二氧化碳負離子自由基，并且同底物反應后，生成相應目標產物。就電化學固定法而言，可以在投入能量較低的情況下，完成二氧化碳轉化固定，且將再生二氧化碳問題規(guī)避。同時，還能夠利用對不同陰極還原電位控制，獲得不同產物，表現(xiàn)出了體系簡單、條件溫和以及成本低廉等優(yōu)勢。而有關電化學固定二氧化碳的主要產物如下。

4.1 合成碳酸二甲酯

學者王選蕓主要針對電活化甲醇與二氧化碳合成然酸二甲酯進行了研究，將不同反應條件進行了考察，如電解電位、電極材料、電解電量、反應溫度以及甲醇濃度等對于電解產生的影響進行了分析。經過研究發(fā)現(xiàn)，T=328K，飽和二氧化碳離子液體5mL 中，NPC-Pt 是陰極。而Mg 是陽極，Ag 是參比電極，且為-2.0V 的電解電位，1.0F/mol 電解電量，0.14mol/IJ 甲醇濃度。在這種條件之下，產物碳酸二甲酯產率在77%。

4.2 合成碳酸丙烯酯

碳酸丙烯酯是一種易燃液體，無色無臭。其同丙酮、乙醚、苯、醋酸乙烯等可以互溶，并且溶于四氯化碳與水。其對于二氧化碳具備加強的吸收能力，且行之穩(wěn)定。在工業(yè)上，利用二氧化碳那與環(huán)氧丙烷在一定壓力下加成，之后再通過減壓蒸餾可以制出。可以用于紡絲溶劑、油性溶劑、二氧化碳吸收劑、芳烴萃取劑、水溶性顏料及燃料分散劑等。

碳酸丙烯酯可以說是具備優(yōu)良性能的萃取劑及溶劑，在合成按原料之中的二氧化碳、天然氣、脫除硫化氫、雜環(huán)化合物分離等方面廣泛應用。同時，還可以在合成纖維、紡織印染以及塑料加工中，扮演良好的溶劑與助劑。此外，也可以在醫(yī)藥原料、鋰電池電解液以及液壓系統(tǒng)傳導液等方面應用。還能夠作為聚合物溶劑，在高分子工業(yè)中使用，并且可以作為優(yōu)質羰基化劑，在綠色化學品碳酸二甲酯原料生產中廣泛應用。

4.3 合成苯氨基甲酸乙酯

就苯氨基甲酸酯雷化合物而言，其具備著較為廣泛的用途，可以在醫(yī)藥、農藥中使用，合成樹脂改性以及有機合成中間體等等。例如鈕東方等將循環(huán)伏安有效利用，并對電化學活化二氧化碳苯胺以及碘乙烷合成苯氨基甲酸乙酯反應機理進行了研究。針對催化劑使用量、工作電極材料、電解電位、溫度條件以及同電量等，對于影響苯氨基甲酸乙酯的情況進行了考察。經過研究發(fā)現(xiàn)，在優(yōu)化條件作用下，苯氨基甲酸乙酯選擇性達到100%，且其收率也達到了60.9%。

5 結語

伴隨社會發(fā)展速度不斷加快，令資源的消耗也在逐漸加快。而將更加高效、更加經濟的催化劑研制，將新合成工藝不斷開發(fā)，提高以二氧化碳為原材料的合成各種類型的有機及高分子產品的開發(fā)與研究，且在溫室效應及相關問題的緩解、資源有效利用等方面都起到了越發(fā)重要的作用與價值。所以，針對二氧化碳利用現(xiàn)狀進行研究，具備了重要的理論意義，同時也表現(xiàn)出了極為重要的社會及經濟效益性。