【48812】“美帅酷飒”！绿色化学“她力气”

  二氧化碳的化学转化作为一种合理规划使用碳资源、完成碳循环的重要办法，遭到全球科学家的高度重视。在化学家看来，碳原子与氧原子相连构成的“碳-氧键”能量过高，成为二氧化碳转化的掣肘，也是绿色化学范畴的难题之一。

  日前，我国科学院化学研讨所（以下简称化学所）研讨员张建玲等研讨人员采用了一种有“离子液体”参加的新战略，提升了二氧化碳电复原为乙烯的功率。这项作业近期在《德国使用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上线。

  值得注意的是，张建玲地点的化学所胶体、界面与化学热力学试验室有一支以女研讨员为主的研讨部队，硬核“攻击”可再生资源转化中的难题，成为绿色化学范畴中一股特别的“她”力气。

  化学所胶体、界面与化学热力学试验室一支以女研讨员为主的研讨部队合影（化学所供图）

  二氧化碳经由电化学反响制备乙烯，近年来成为绿色化学范畴的研讨热门。试验室中，科学家使用电解池设备在阴极通入二氧化碳制得乙烯等复原产品。

  不过，这一反响中乙烯的选择性不高成为科学家面对的一起难题。“铜基催化剂具有共同的优势，但乙烯的高选择性仍遭到限制，反响还会生成一氧化碳、甲烷等产品，制备乙烯的功率亟待进步。”张建玲告知《我国科学报》记者。

  这主要是由于二氧化碳的化学性质安稳，特别是其间的“碳-氧键”键能高，其活化转化较为困难。也就是说，需求较高的能量去损坏碳原子与氧原子的衔接，让它与氧原子“分手”转而与碳原子、氢原子“牵手”。

  为此，张建玲用上了“离子液体”，这是一种完全由离子组成的液体。最新宣布的研讨中，研讨人员将离子液体负载在铜基电极资料上，完成了高效二氧化碳电化学复原制备乙烯。

  进一步试验和理论研讨标明，经过离子液体与铜原子之间的相互作用，优化了铜的局域配位环境，使得活性中间体*CO 进行二聚反响所需的能量下降，然后愈加有利于乙烯生成。

  论文写道：“在水基电解质和常用的H型电解池中，-1.49 V 电压下，乙烯法拉第功率到达77.3%。”而关于没有离子液体负载的铜基电极资料来说，相同条件下的乙烯法拉第功率仅为31.2%。

  研讨人员将离子液体负载在铜基电极资料上，完成了高效二氧化碳电化学复原制备乙烯（张建玲研讨团队供图）

  不过，张建玲坦承，本次宣布的试验效果只是代表在试验室走出了第一步，在选择性、电流密度、安稳性等方面间隔工业使用还有十分长的路要走。

  张建玲不是一个人在战役，她和试验室的几位女搭档先后师从我国科学院院士韩布兴，组成硬核“女团”，联手“攻击”包含二氧化碳、生物质等在内的可再生资源化学转化问题，取得的系列效果频登高水平期刊。

  她们个个都很“能打”，科研实力“美帅酷飒”。研讨员刘志敏是团队的肯定主力，她长时间努力绿色溶剂规划、性质及其调控催化可再生碳资源化学转化研讨，宣布过300多篇论文。近期，她带领的课题组发现了离子液体阴、阳离子氢键对醇类物质氢氧键和碳氧键的协同活化新机制，初次提出了氢键催化醇类物质脱水制备醚类化合物的绿色办法，登上《科学展开》（Science Advances）。

  刘志敏告知《我国科学报》：“根据生物质的醇类化合物是丰厚的可再生碳资源，同行们以为咱们宣布的研讨是与现有酸催化并行的新道路，具有光亮的使用远景。”

  2022年头，刘志敏与搭档们取得国家天然科学基金立异研讨集体项目“绿色溶剂系统规划、性质与功用”支撑，敞开她们科研之路的新征途。“咱们将充沛的使用绿色溶剂特性进行可再生碳资源的资源化转化研讨，为完成双碳方针贡献力气。”她表明。

  研讨员刘会贞将研讨目标确定在生物质渠道分子之一5-羟甲基糠醛上。最近，科研人员相同根据“碳-氧键”活化，完成了在温文条件下用5-羟甲基糠醛选择性加氢制备5-甲基糠醛和2,5-二甲基呋喃，这两种化合物都是重要的、潜在的有机组成中间体。研讨效果别离先后宣布在《天然-通讯》（Nature Communications）和由我国科学院青年立异促进会和Cell出版社合办的综合性英文期刊《立异》（The Innovation）上。

  刘会贞表明，“C-O键选择性活化是5-羟甲基糠醛催化转化过程中的中心科学问题。咱们的作业不只为生物质转化供给了新的反响道路，更为化学键的定向活化供给了新办法”。

  此外，研讨员朱庆宫也努力于电化学和绿色化学方面的穿插研讨作业，展开了一些电催化二氧化碳与水反响制备重要化学品和燃料的新办法。

  绿色化学范畴内的专家看来，“女团”成员上述的研讨采用了不同的战略，构建新系统、树立新办法、展开新反响，结合先进的研讨手法，环绕碳-氧键活化转化，展开了原创性、系统性的作业。

  每个“女团”一般都有各种人物“担任”，绿色化学的“女团”里也相同。“张老师是穿搭担任，美观的衣服都领着我买。”采访中，刘会贞拍了拍张建玲的膀子直言。

  “80后”的刘会贞最年青，在“70后”张建玲和“60后”刘志敏面前，算得上是“年纪”担任。但年青也有年青的烦恼，她说：“我2015年回国，作业上、日子上都会有许多困难。”所以，“经历”担任刘志敏、张建玲成了她的知己姐姐，无论什么困难都倾力相助，连孩子都帮她带过。

  总归，作业中互相支撑，日子上互相照顾，她们躬身饯别着化学所“立异、求是、联合、贡献”的所风所训和试验室“绿色、敬业、立异、调和”的室风室训。

  鉴于她们在科研中的突出表现，刘志敏、张建玲曾先后取得我国科学院“女人建功”先进个人，“绿色溶剂性质与使用研讨团队”也获第十六届我国青年女科学家奖团队奖，当选科技部立异人才推动方案要点范畴“可再生碳资源清洁高效转化”立异团队。她们表明：“作为国家队国家人，咱们一直心系国家事、肩扛国家责。”

  当然，关于职业女人而言，怎么平衡作业和日子是一个永久的论题。在她们看来，新时代的女人科学家不止要承受勇攀顶峰的应战，也要以健康美丽、知性高雅展示时代风貌。“作业和日子统筹，做美丽、坚韧的新时代职业女人。”刘志敏着重。

  风趣的是，在母亲的人物里，她们从不“鸡娃”，而是让孩子们看到她们“鸡自己”后，激宣布学习的内涵动力。“亲测有用。”谈到各自现已长大的女儿，刘志敏和张建玲都很骄傲。而刘会贞4岁的儿子由于长时间被“扔”在试验室已能熟背元素周期表，在化学所被传为一段美谈。

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