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在堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的理念指導(dǎo)下，我國(guó)對(duì)綠色溶劑——離子液體的基礎(chǔ)物化性質(zhì)進(jìn)行了深入的研究，成功應(yīng)用天然、價(jià)廉、可再生的原料制備了多種離子液體；在CO2的轉(zhuǎn)化，分子氧和過(guò)氧化氫的綠色氧化、纖維素、木質(zhì)素、糖類等生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化等方面都有很好的進(jìn)展，具有重要的借鑒意義。

 

比如以手性膦酸為催化劑，用H2O2可以把3位取代的環(huán)丁酮通過(guò)不對(duì)稱Baeyer-Villiger反應(yīng)高選擇性地得到相應(yīng)產(chǎn)物，反映體過(guò)量值可以高達(dá)93%；在水和有機(jī)溶劑中和氫氧化釕催化下，用分子氧實(shí)現(xiàn)了伯胺的高選擇性氧化；以TiO2擔(dān)載的Au-Pd雙金屬為催化劑，高選擇性地用空氣氧把甘油氧化得到乳酸；用金屬納米粒子和質(zhì)子酸性離子液體組成的雙功能催化體系，將酚類木質(zhì)素模型化合物一鍋有效且低能耗地轉(zhuǎn)化成烷烴；將廉價(jià)的三維連通孔結(jié)構(gòu)的介孔活性炭擔(dān)載的碳化鎢用于纖維素的催化轉(zhuǎn)化，使擔(dān)載的碳化鎢催化劑在反應(yīng)中表現(xiàn)出更高的活性、選擇性和穩(wěn)定性，可以把乙二醇的收率提高到70%以上；在離子液體中，實(shí)現(xiàn)了把玉米稈、稻稈和松木等以及糖類等生物質(zhì)直接轉(zhuǎn)化成重要的化石產(chǎn)品替代物——5-羥甲基糠醛和糠醛的高效低成本方法……

 

新型、清潔能源已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。目前，國(guó)際上的熱點(diǎn)領(lǐng)域有：氫能源（燃料電池）及儲(chǔ)氫、生物燃料、有機(jī)/聚合物太陽(yáng)能電池和有機(jī)染料敏化太陽(yáng)能電池等。

 

2010年，我國(guó)科學(xué)家在這些領(lǐng)域都做出了突出的工作。比如理論研究發(fā)現(xiàn)并由實(shí)驗(yàn)證實(shí)，水溶液電解質(zhì)鋰離子電池的負(fù)極材料會(huì)被氧氣氧化是造成此類電池容量衰減的主要原因；通過(guò)密封除氧和選擇合適的電極材料實(shí)現(xiàn)了水溶液電解質(zhì)鋰離子電池循環(huán)性能的大幅度提高，對(duì)推動(dòng)其在風(fēng)力、太陽(yáng)能發(fā)電等能量?jī)?chǔ)存、智能電網(wǎng)峰谷調(diào)荷和短距離電動(dòng)公交車等的應(yīng)用具有重要意義。

 

科學(xué)家還利用基于含時(shí)密度泛函電子動(dòng)力學(xué)的第一性原理對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池中的染料分子的計(jì)算結(jié)果，為精確調(diào)控微觀、超快過(guò)程，進(jìn)一步優(yōu)化此類新型電池的光電轉(zhuǎn)化效率提供了基礎(chǔ)；在理論模擬基礎(chǔ)上，由1，3，5-三乙炔苯催化聚合制備得到了刷新同等條件下物理吸附儲(chǔ)氫紀(jì)錄的三維微孔共軛聚合物；用模擬天然形成化石燃料地質(zhì)條件的高溫高壓水熱環(huán)境中進(jìn)行反應(yīng)的水熱液化工藝，將海洋水體富營(yíng)養(yǎng)化造成海上“綠潮”的大型海藻滸苔轉(zhuǎn)化為生物油，把這一污染“元兇”變成為制造新能源的原材料。

 

還有一項(xiàng)有意思的研究：以經(jīng)過(guò)酸預(yù)處理的乳牛糞便為原料生產(chǎn)生物氫的最大氫產(chǎn)量高于此前所有報(bào)道，既得到了清潔能源，又有助于解決環(huán)境污染，還提供了一種同時(shí)供應(yīng)生產(chǎn)甲烷的理想原料的有機(jī)廢物處理方法，可謂一舉三得。

 

科學(xué)家還使用由研制的新型受體材料構(gòu)筑的聚合物太陽(yáng)能電池的填充因子、開路電壓和能量轉(zhuǎn)換效率等多項(xiàng)指標(biāo)為同類體系的文獻(xiàn)最高值。

 

資源的合理、高效、潔凈利用是實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。比如，采用雙氧水與乙酸原位產(chǎn)生的過(guò)氧酸直接氧化，實(shí)現(xiàn)了甾體皂甙元資源100％利用和“零排放”，完成了“百kg”規(guī)模的試驗(yàn)。一旦推廣，每年將減少約8000噸含鉻工業(yè)廢棄物的產(chǎn)生，同時(shí)回收約500噸手性試劑；油田廢水處理以及處理后廢棄物的高值化應(yīng)用項(xiàng)目及300噸/年的油田廢水處理成套工藝和裝置獲得成功，都是具有很好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益的重要進(jìn)展。