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下一步想重点发展高效催化剂

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近日,由上海市新闻出版局、上海市科学技术协会主办,上海科协大讲坛管理办公室、新华网“科普中国-科技前沿大师谈”、上海市化学化工学会等单位承办的“暑期院士专家系列科普讲坛”活动首场讲座在上海举办。活动现场,中国科学院上海有机化学研究所研究员黄正接受新华网专访。
精彩观点
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新华网

请简单介绍一下,您目前主要从事哪方面的研究?

请简单介绍一下,您目前主要从事哪方面的研究?
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黄正

绿色化学是我们研究遵循的核心理念,我从事发展金属有机催化剂研究,针对一些饱和的烃类化合物的催化转化。

绿色化学是我们研究遵循的核心理念,我从事发展金属有机催化剂研究,针对一些饱和的烃类化合物的催化转化。
绿色化学是我们研究遵循的核心理念,我从事发展金属有机催化剂研究,针对一些饱和的烃类化合物的催化转化。
例如小分子烷烃是石油的主要成分,其价格便宜,一升大约几元钱,这些是最基础的化石资源,传统方法将它们转化为高附加值的化学品,需要经过诸多过程,能耗高,且产生较多的废料。而我们的研究,则是通过更简洁的方法,直接将石化资源转化为高附加值的化学品。例如在小分子烷烃端位选择性直接引入硅基、羰基、胺基,从而实现烷烃的有效增值。此外,将高分子量的聚乙烯类的废塑料进行降解也是我们研究的一大方向,很多人都知道废塑料是白色污染的主要成分。我希望通过催化剂的设计与发展,把它们转化为高附加值的产品。比如说,把聚乙烯在温和条件下降解选择性生成燃油。虽然之前也有办法将聚乙烯废塑料降解,但涉及到高温、产物选择性差等各种问题,我们通过催化剂的介入可以在温和的条件下选择性生成清洁的柴油。
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新华网

聚乙烯废塑料广泛存在,如何使催化剂实现量产,来更有效地降解聚乙烯?

聚乙烯废塑料广泛存在,如何使催化剂实现量产,来更有效地降解聚乙烯?
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黄正

如果要实现量产,我认为需要进一步提升催化剂的效率。

如果要实现量产,我认为需要进一步提升催化剂的效率。
如果要实现量产,我认为需要进一步提升催化剂的效率。
目前,催化剂的使用量相对而言比较大,催化剂跟废塑料质量比,大约能做到1到100左右,如果要真正的实现量产,比例则要提升到1比10万,甚至1比100万。加入一克的催化剂就可以将100万克的废塑料降解,达到这个效率的时候,催化剂就有机会实现量产,这正是我们目前努力的方向,把催化剂效率提高,降低催化剂的用量。
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新华网

您前面说到,通过催化剂的介入可以在温和的条件下选择性生成清洁的柴油,这个选择性怎么理解?

您前面说到,通过催化剂的介入可以在温和的条件下选择性生成清洁的柴油,这个选择性怎么理解?
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黄正

选择性是这项工作中重要的一点。

选择性是这项工作中重要的一点。
选择性是这项工作中重要的一点。
聚乙烯是分子量很大的分子化合物,分子量可能达到数百万,如果要生成柴油,分子量是一百到两三百之间的产物,这是液态的燃油。如果把这些产物进一步降解,则可能变成乙烷、甲烷这些气体;如果降解不够完全,则可能生成蜡状物等。产物的选择性可以通过催化剂和反应时间来进行控制,可选择性生成聚乙烯蜡或适用于柴油的烷烃化合物。
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新华网

对于催化剂,您未来关注的重点会在哪一方面?

对于催化剂,您未来关注的重点会在哪一方面?
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黄正

一方面提高聚乙烯降解催化剂的效率,另一方面是发展适用于其他类型聚烯烃降解的催化剂。

一方面提高聚乙烯降解催化剂的效率,另一方面是发展适用于其他类型聚烯烃降解的催化剂。
催化剂的用量越小越好,因此,提高催化剂效率很重要,回收利用方面也应提高,我希望未来的催化剂可以很稳定、活性可以持久保持,甚至可以回收进一步利用。此外,之前我们主要是针对聚乙烯的降解,但是聚烯烃废料还包括聚丙烯、聚苯乙烯等各种物质,我们下一步想发展适用范围更广的催化剂,能针对各种聚烯烃进行降解,希望可以在同一个反应体系里对多种类型的聚烯烃都能进行降解。
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