觸媒化學於淨零碳排之應用 CSLT《化學》第八十卷第一期出刊
化學季刊新聞
《化學》季刊第八十卷第一期的主題為《觸媒化學於淨零碳排之應用》，本期專刊主要分享近幾年來工業技術研究院材料與化工研究所在減碳及減塑議題上的研究與成果，歡迎前往華藝線上圖書館瀏覽《化學》季刊（http://dx.doi.org/10.6623/chem）。
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大氣中二氧化碳 (CO2) 濃度在近數十年幾乎以每年2 ppm的速度增加，至2022 年2月已達418 ppm，是人類有史以來大氣中二氧化碳的最高濃度。高濃度的溫室效應氣體與全球暖化和氣候惡化息息相關，已到達不得不正視的臨界點。各國政府及產業已從開發再生能源、節約資源使用及降低碳排三方面著手，落實淨零排放是將全球變暖限制在《巴黎協定》規定的1.5 °C 的關鍵。本期專刊主要分享近幾年來工業技術研究院材料與化工研究所在減碳及減塑議題上的研究與成果，共收錄10篇文章。另外，本期亦收錄《實驗室化學安全》專欄文章。以下就各主題之內容引述，以期讀者對本期內容有初步了解：
《銀觸媒於電化學二氧化碳還原之研究》︰電化學二氧化碳還原反應 (carbon dioxide reduction reaction, CO2RR)被視為未來解決二氧化碳排放量的關鍵技術之一，可產生有價值化學品，如一氧化碳、甲酸、乙醇、乙烯等。本篇使用Ag 電極，搭配IrO2 組成單元電池以氣體擴散的方式進行CO2RR 反應研究工作，開發具有低金屬附載量及結構穩定之電極。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.202203_80(1).001
《二氧化碳 (CO2) 加氫轉化甲醇》︰使用綠電經綠氫轉化成氣體 (電轉氣、PTG) 或液體 (電轉液體、PTL)，為二氧化碳在淨零排放的大量減碳方式。其中以二氧化碳經由氫化反應轉化成甲醇，可用作多種工業化學品和燃料的原料產品，本篇解說CO2 加氫產製甲醇的非均相觸媒的研發及專利技術，並提供目前工業化進展現況。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.202203_80(1).010
《二氧化碳轉化烷烯烴觸媒技術》︰CO2 轉化為烷烯烴的研究，生產乙烯與丙烯達到減碳與衍生製造大量聚合品。但以二氧化碳轉烷烯烴技術在各個面向中均面臨許多挑戰，本篇將注重於觸媒技術，介紹主要兩種反應途徑，Fischer-Tropsch (F-T) 與甲醇機制 (MetOH-mediated routes) 的反應機制，並對目前學術界發表可將二氧化碳轉化為烷烯烴的觸媒研究做簡要的回顧。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.202203_80(1).002
《聚烯烴觸媒與聚合技術發展》︰在開發低碳排的乙烯、丙烯衍生的聚烯烴產品中，觸媒的組成與結構不僅會影響到觸媒活性，也會影響到產物的分子量、分子量分布、立體結構以及產物粒徑等，產生不同的物理與材料特性，進而應用到不同物性的聚烯烴塑膠領域。本篇介紹聚烯烴觸媒的種類與發展概況，以及透過載體製備、反應壓力、反應溫度與氫氣量等實驗參數，來了解聚烯烴合成時關鍵因子對產物的影響。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.202203_80(1).003
《特用化學品氫化技術》︰近期新系列氫化觸媒專利技術，具有於低氫氣壓下達到高轉化率與高選擇性的特色，以綠氫進行氫化反應可用於氫化型鄰苯二甲酸酯可塑劑、氫化雙酚A 等高安全性材料，也可用於1,4-環己烷二甲醇及2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二醇等高性能聚酯材料中間體的合成，以及高強度耐候複材樹酯硬化劑系列脂環胺的合成。本篇將氫化技術運用於上述低毒性環保材料、高階聚酯材料中間單體，以及複材樹酯硬化劑的生產做一說明。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.202203_80(1).008
《烯類化合物的氫醛化反應》︰氫醛化反應技術已有應用生產於多項石化產品，本篇介紹製程使用的催化劑與各式膦配體，以及對製程反應性的影響。此外，亦介紹以CO2 取代高毒性的CO 作為起始料源進行氫醛化反應的新型催化劑系統，可減少CO 的工安問題及降低系統成本，適用於多樣性小規模精細化學品生產，提供減碳氫醛化製程新路徑。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.202203_80(1).007
《聚碳酸酯多元醇聚合技術及其應用》︰以CO2合成的聚碳酸酯多元醇(Polycarbonate diol) 主要應用於聚氨酯材料中作為軟鏈段部分，相較於傳統型聚酯與聚醚多元醇，其所合成之聚氨酯材料具有較佳的耐水解、耐熱、耐氧化降解與機械特性等。本篇介紹聚碳酸酯多元醇聚合方法、觸媒系統以及其在聚氨酯材料相關應用。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.202203_80(1).009
《高階檢測技術應用於觸媒材料開發》︰介紹高階檢測技術在觸媒材料開發上的應用，利用各式檢測技術如掃描電鏡、聚焦離子束、球差穿透式電鏡、臨場穿透電鏡、晶體結構、微觀結構等特性資訊，協助觸媒研發相關人員瞭解觸媒失活機制，進而開發出低成本、高催化效率、長工作壽命之新穎觸媒材料。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.202203_80(1).005
《數位模擬技術應用於觸媒材料設計》︰本篇概述數位設計在催化領域的發展及應用，說明目前資料庫資源及系統化的獲取、存儲和共享數據，並且適當的選擇最有利應用情境的機器學習演算法，進行新型催化劑材料的組合設計和篩選。並以雙環戊二烯氫醛化觸媒反應為案例，解析數位模擬技術應用於觸媒材料設計的未來可能商機。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.202203_80(1).004
《鹼性電解產氫非貴金屬電極觸媒研發現況與組合化學方法應用之探討》︰傳統研發新觸媒材料需要花費相當長的時間及人力來驗證設計的組成， 往往造成研發速率瓶頸， 結合快速合成及篩選的組合化學(Combinatorial chemistry) 技術提供了解決此一瓶頸的良方。本篇介紹非鉑電極觸媒材料研發現況以及如何應用組合化學技術於電化學觸媒新材料之研發。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.202203_80(1).006
本期內容以CO2 直接轉換及相關低碳製程為主軸，描述未來化工產業開發的綠色方向，感謝作者群們對於本期議題之支持及不吝分享所學，為淨零減碳提供永續發展的新契機。
最後，本期「實驗室化學安全」專欄，由臺灣大學化學系梁文傑教授撰寫，主題為「危害化學品使用及管理︰化學品特性探討與衛生管理概略」，本文由學會化學安全工作小組集結「實驗室化學安全指南」之初稿，望向讀者說明及建立建立化學安全知識的背景。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.202203_80(1).011
歡迎讀者踴躍閱讀本期《化學》!