生物柴油副产物废甘油水热还原CO2反应动力学研究

CO2是对全球气候变化影响最大的温室气体，因此研究快速有效的还原CO2成有机资源的技术具有重要的现实意义。另一方面，废甘油是生物柴油的主要副产物，随着生物柴油工业的发展，其主要副产物低廉废甘油已成为生物柴油企业所面临的难题。本项目利用环境友好的水热技术，通过使用生物柴油主要副产物废甘油为还原剂，利用高温高压水的特性，无催化的转化CO2为甲酸同时废甘油转化为乳酸。它的研究为CO2的快速还原和资源化利用提供了一种新途径，并解决了生物柴油工厂所面临的低廉副产物废甘油的出路问题，将CO2和废甘油同步转化为高附加值的化学品，促进了大自然的碳循环，具有较高的应用价值和理论价值。同时，它通过对甘油水热还原CO2反应机理和反应动力学的研究，使人们对这种新的CO2水热还原技术和生物柴油副产物废甘油的水热转化技术从理论上有更深刻和全面的认识，为CO2的工业化奠定了基础，具有较高的学术价值。

CO2是对全球气候变化影响最大的温室气体，因此研究快速有效的还原CO2成有机资源的技术具有重要的现实意义。另一方面，废甘油是生物柴油的主要副产物，随着生物柴油工业的发展，其主要副产物低廉废甘油已成为生物柴油企业所面临的难题。本项目利用环境友好的水热技术，通过使用生物柴油主要副产物废甘油为还原剂，利用高温高压水的特性，无催化的转化CO2为甲酸同时废甘油转化为乳酸。主要结论如下：（1）通过丙三醇和碳酸氢钠的水热实验，即在300 ºC反应温度，0.33 M丙三醇和0.89克碳酸氢钠的条件下反应90分钟后，结果得到了接近90％的乳酸和甲酸收率，这说明二氧化碳被丙三醇还原成甲酸，同时丙三醇仍然转化为乳酸；（2）提出了丙三醇还原二氧化碳的反应机理，反应模型，并计算得到了甘油还原二氧化碳反应的活化能为157千焦耳/摩尔。该项目已经授权3项中国发明专利，申请1项中国发明专利和1项美国发明专利，如“甘油水热还原CO2生产甲酸的方法”（授权号ZL200810039421.X）、 “异丙醇水热还原CO2生产甲酸和制成丙酮的方法”（授权号号ZL201010564623.3）和“一种藻类水热氧化产乙酸的方法”（专利授权号201110000265.8）；发表SCI文章在Green Chemistry (2012, 14, 3285; 2011, 13, 820)，RSC Advances (2012, 2, 797) ，Applied Energy (2011, 88, 3444) 和 Journal of Chemical Technology & Biotechnology（2013, 88，829）等论文9篇；并参与获得上海市技术发明一等奖。