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GreenChE专访丨何鸣元院士:绿色碳科学,让化工更绿色!

已有 968 次阅读 2021-3-2 11:35 |个人分类:期刊访谈|系统分类:观点评述

      化学工业极大地推动了工业的发展及人类社会的进步,但同时化工行业发展所带来的生态环境的污染和破坏问题也不容忽视。当前,世界各国对环境保护和绿色发展的重视程度日益提升,绿色化工已经成为全球化工产业发展的潮流。近期,Green Chemical Engineering (GreenChE) 采访了绿色化学工程专家、中国科学院院士何鸣元教授。何院士向我们介绍了绿色碳科学和二氧化碳化工等方面的主要科学问题,并与我们分享了他在科研方面的经验。


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GreenChE:GreenChE以绿色化工为学科基础,聚焦“绿色”,立足“工程”。那么您认为GreenChE这本期刊在绿色化工领域的科技传播和理论创新等方面能够发挥怎样的作用?

何鸣元院士:以绿色化工为学科基础创立GreenChE学术刊物,是非常重要非常有意义的。我们都知道,在green chemistry 的范畴内已经有几种知名刊物,这些刊物已经取得了很好的成绩并具有很大的影响。为什么还要有GreenChE?我认为,面对当前可持续发展所遇到的种种问题,绿色化工越来越显示其重要性,对此给予更多的关注和更集中的聚焦十分必要。化学化工的任务是什么?面对人类社会的需求和发展,化学化工的责任和担当是在环境友好的前提下给人类提供燃料和化学品。以此来看,绿色化工首当其冲,更彰显其直接的责任担当作用。


GreenChE:您提出的“绿色碳科学”理念在绿色化工中占有十分重要的地位。请您谈一谈绿色碳科学是在什么样的背景下提出的?如何理解这一概念?

何鸣元院士:可持续发展、资源、环境构成了三元关系(trilemma),其中,绿色化学化工位于三元关系的中心并使三者相互沟通。当我们聚焦于于能源化工体系的可持续发展,人们的共识是,含碳能源在过去、现在和可预见的将来都是主要的能源。因此,我和孙予罕教授、韩布兴教授提出了绿色碳科学的概念。什么是绿色碳科学?根据上述的三元关系(trilemma),绿色碳科学居于可持续发展、含碳能源、二氧化碳三元关系相互连贯的中心点。


GreenChE:那么这一概念的核心本质是什么?

何鸣元院士:绿色碳科学,为什么是碳?碳不可或缺。没有碳,没有二氧化碳,没有温室效应,就没有生命,没有现代文明。碳的辩证在于,一是平衡,二是循环。


GreenChE:您刚刚提到,化学化工的责任和担当是为人类提供燃料和化学品,那么能源加工和利用的化学基础是什么?

何鸣元院士:老子说,一生二,二生三,三生万物。能源加工和利用的化学基础立于碳、氢、氧三个化学元素。三元素三元相交得六个分子,其中,二氧化碳、水、氢三个分子构成了能源可持续发展的化学基础。三个化学分子再次三元相交所发生的反应转化,则成为当前能源化学研究前沿。

几年前我在北京化工大学作报告。报告后段雪教授评论三元论和老子的“三生万物”,他指出“红黄蓝三原色可生出一切色彩,足以绘就色彩缤纷的大千世界”。

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GreenChE:能源加工和利用的化学基础立于碳、氢、氧三个化学元素。如何进一步理解这句话?与您提出的绿色碳科学有什么关系?

何鸣元院士:我们说能源加工和利用的化学基础立于碳、氢、氧三个化学元素,可以进一步说,新能源体系的构建也将立足于碳、氢、氧三个元素。三者之间的作用与化学转化始于三元素构成的活性物种。在多相催化中最简单也是最重要的表面活性物种是表面甲氧基(SMS)。这些活性物种对于构建新能源体系有十分重要的意义,涉及到绿色碳科学化学机理的认识。


GreenChE:如何理解绿色碳科学这一概念中的“绿色”?其从何而来?

何鸣元院士:绿色碳科学,究其词义,碳不须说,绿从何来?王安石说“春风又绿江南岸”,春风中含水,水中有氢。没有水没有氢,就没有绿没有绿色碳科学,其理寓于自然。可见氢对于碳和绿色碳科学的极端重要性。


GreenChE:一个原子可以改变世界,那些在数以万计的物质中脱颖而出的分子更是暗涌着厚积薄发的力量。请您介绍一下不同时代下化学领域的明星分子都有哪些?

何鸣元院士:简单的化学分子可具有世纪的意义。十九世纪氨分子使数亿人免于成为饿殍。二十世纪因烃分子而成为石油世纪,本世纪的明星分子是二氧化碳、水、和氢。


GreenChE:您在绿色碳科学的基础上进而提出了“二氧化碳化工”,请您简单介绍一下“二氧化碳化工”。

何鸣元院士:我们有石油化工、煤化工、和天然气化工,我们还要有二氧化碳化工。工业造成的集中排放,必须以工业集中利用的方式解决。二者的一体化符合于绿色碳科学的原则:二氧化碳的平衡和循环。

人物介绍

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何鸣元,绿色化学工程专家,中国科学院院士,国际沸石分子筛协会副主席。1961年毕业于华东纺织工学院应用化学专业。主要从事催化材料与炼油化工催化剂研究,在炼油化工过程和催化材料领域有多项创新和发明,为解决我国重油裂化、提高催化裂化汽油辛烷值、新标准汽油生产等技术难题做出重要贡献。获国家创造发明二、三等奖,国家十大科技成就奖,何梁何利基金科学与技术奖,中国催化成就奖,中国分子筛终身成就奖,法国教育部棕榈叶骑士勋章和法国里昂高等师范大学荣誉博士学位



点击免费下载阅读本文英文版:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666952820300212



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