课题组组长：王利国

课题组简介：

中国科学院过程工程研究所低碳化工与新材料技术课题组（LCCM）是研究所从事碳氢资源高效利用的骨干团队。课题组主要面向碳氢资源高效利用，以“低碳化、绿色化、高端化”为特色，开展碳氢资源高效利用制备高端化学品醇醚胺酯及聚醚聚酯新材料全过程应用基础与工程转化研究，初步形成了绿色化工-工业催化-过程强化-功能新材料-计算模拟多学科交叉的资源低碳利用基础理论与集成技术体系，服务于我国“双碳”目标下绿色化工过程与战略性新材料技术领域可持续发展。

课题组承担国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、中国科学院先导计划课题、中国科学院STS科技服务网络计划项目等国家、省部级项目20余项；以及地方政府、企业合作课题多项。发表学术会议期刊论文100余篇，其中在Chemical Engineering Journal、Green Energy & Environment、Catalysis Science & Technology、Catalysis Today、ChemCatChem、Chinese Journal of Catalysis、Industrial & Engineering Chemistry Research等期刊上发表SCI收录论文50余篇；申请发明专利60余项，授权40余项。

课题组现有研究人员、博士后、研究生20余人，形成了一支梯队合理、积极进取的科技人才队伍。

成员组成：

研究员：王利国；

副研究员/工程师：曹妍，贺鹏，郑征；

重点进展：

重点进展一：非光气大宗异氰酸酯绿色集成制备技术

针对异氰酸酯传统光气法工艺原料剧毒、环境安全风险大等问题，研发了非光气异氰酸酯高效羰化/油水缩合/定向热解系列关键技术和专属装备，建立了全球首套万吨级MDI示范工程，获得了合格非光气异氰酸酯MDI产品，开发了完整的特种异氰酸酯低碳制备成套技术，带动系列异氰酸酯产品绿色制备技术整体突破。获中科院先导A计划课题、院方向性重点项目、国家科技支撑计划、国家自然科学基金等项目支持。

图1. 非光气MDI万吨级示范工程

重点进展二：特种异氰酸酯绿色制备技术

针对特种异氰酸酯XDI/HDI绿色制备和国际技术壁垒高问题，突破了二胺定向羰化、氨基甲酸酯深度热解、热敏性产品高效分离精制等关键技术，开发了特种异氰酸酯低碳制备全流程技术，建立了共性技术研究平台。获得的非光气XDI产品符合光学树脂、聚氨酯弹性体等高端材料应用质量要求。相关技术进一步拓展至生物基异氰酸酯PDI，构建了非光气异氰酸酯负碳技术，支撑构建异氰酸酯本质安全技术。获国家自然科学基金、中科院先导计划课题等支持。已建成百吨级全流程中试线，工艺与产品指标达到要求，正在推进产业化实施。

图2. 百吨级非光气特种异氰酸酯柔性中试线

重点进展三：特种胺绿色加氢技术

针对目前国家战略性新材料导向的有机胺合成效率低、产品质量差大等问题，研发了硝基芳烃一步温和加氢技术，构建了高效的硝基还原和苯环加氢催化材料和工程化技术。围绕国家新材料产业重点鼓励的H₁₂MDA制备技术，开展了千吨级MDA加氢制备H₁₂MDA特种胺加氢中试验证，一次性投料成功，实现产品收率大于98%，获得了符合市售标准的合格H₁₂MDA产品。相关技术应用于系列脂环胺产品。

图3. 千吨级特种胺加氢中试线

重点进展四：高纯化学品分离技术

针对目前高纯化学品分离纯化过程中存在的共沸、近沸和热敏损失等问题，研发了吸附-精馏-结晶耦合分离技术，构建了连续色谱分离填料、装备和优化操作逻辑等成套技术体系。围绕国家新能源电子化学品痕量杂质分离技术，开展了精密精馏和层式熔融结晶耦合纯化技术及成套工艺包研发。集成技术应用于多项光学级产品分离，获得了符合光学级标准的高纯产品。相关技术也应用于二元醇等系列高难物系产品分离过程。

图4. 高纯化学品分离技术与装备

科研成果：

代表性论文：

1. Huanhuan Yang, Liguo Wang*, Shuang Xu, Xiang Hui, Yan Cao, Peng He, Yang Li, Huiquan Li*. Highly dispersed Ru anchored on nanosheet N-doped carbon for efficient andchemoselective hydrogenation of nitroaromatics to aromatic amines under mild conditions. Chemical Engineering Journal, 2022,431, 133863.

2. Huanhuan Yang, Liguo Wang*, Shuang Xu, Yan Cao, Peng He, Jiaqiang Chen, Zheng Zheng, Huiquan Li*, Green and selective hydrogenation of aromatic diamines over the nanosheet Ru/g-C₃N₄-H₂ catalyst prepared by ultrasonic assisted impregnation-deposition method, Green Energy and Environment, 2021, https://doi.org/10.1016/j.gee.2021.01.003.

3. Chanjuan Zhang, Liguo Wang*, Jiaju Liu, Yanmi Yang, Peng He, Yan Cao, Jiaqiang Chen, Huiquan Li*, Facile Fabrication of Ultrasmall Copper Species Confined in Mesoporous Silica for ChemoSelective and Stable Hydrogenation Ethylene Carbonate Derived from CO₂, ChemCatChem, 2018, 10, 4617-4628.

4. JiajuLiu^#,PengHe^#,LiguoWang*,HuiLiu,YanCao,HuiquanLi*, An efficient and stable Cu/SiO₂ catalyst for the syntheses of ethylene glycol and methanol via chemoselective hydrogenation of ethylene carbonate, Chinese Journal of Catalysis, 2018, 39, 1283–1293.

5. Wang Liguo, Ammar Muhammad, He Peng, Li Yuqian, Cao Yan, Li Fengjiao, Han Xiao, Li Huiquan*, The efficient synthesis of diethyl carbonate via coupling reaction from propylene oxide, CO₂ and ethanol over binary PVEImBr/MgO catalyst, Catalysis Today, 2017, 281, 360-370.

部分发明专利：

1. 王利国，刘佳驹，李会泉，杨延米，张婵娟，贺鹏，曹妍。纳米铜基催化剂及其制备方法，中国发明专利，ZL201810042396.4.

2. 王利国，张婵娟，李会泉，贺鹏，曹妍，陈家强。金属框架衍生负载型铜基催化剂及其制备方法，中国发明专利，ZL201810534897.4.

3. 王利国，张婵娟，李会泉，李嘉晨，贺鹏，曹妍，徐爽，陈新伟。铜-碳/二氧化硅/陶瓷整体式催化剂及其制备方法，中国发明专利，ZL201811653477.4.

4. 王利国，陈家强，李会泉，贺鹏，曹妍，徐爽。一种连续反应制备环氧化合物的装置及方法，中国发明专利，ZL CN201910470725.X.

5. 王利国，牛鑫，李会泉，贺鹏，陈家强，曹妍，刘佳驹。1, 2-环氧化合物的合成方法，中国发明专利，ZL201810151202 .4.