近期，一項由安徽工業大學曾杰教授團隊攜手日本富山大學椿范立教授團隊共同取得的科研突破，引起了國際學術界的廣泛關注。他們成功研發了一種全新的“金屬氧化物-分子篩”復合催化劑，這一創新成果能夠直接將二氧化碳和氫氣轉化為對二甲苯，且轉化效率創造了全球單程時空收率的新紀錄。

該研究成果已在國際知名學術期刊《美國化學會志》上發表。據悉，對二甲苯是生產聚酯纖維等關鍵化工原料的重要組成部分。然而，傳統的工業生產方法依賴于重油的催化重整反應，這一過程不僅能耗高，而且每生產1噸對二甲苯，大約需要消耗4噸石油，并排放3噸二氧化碳。

曾杰教授和椿范立教授的研究團隊，則探索出了一條全新的生產路徑。他們利用可再生能源電解水產生的氫氣，與二氧化碳進行反應，直接制備出對二甲苯。這一方法不僅有望降低對石油資源的依賴，還能在實現二氧化碳資源化利用的同時，減少溫室氣體的排放。

復合催化劑的設計是這項研究的核心所在。該催化劑由金屬氧化物模塊和分子篩模塊兩部分組成。前者負責將二氧化碳加氫轉化為短鏈烯烴，后者則負責短鏈烯烴的聚合、環化和芳構化，最終生成對二甲苯。為了提高對二甲苯的選擇性，研究團隊對分子篩模塊進行了精細的“膠囊化”設計。這種設計不僅優化了中間體的傳質過程，還通過分子篩孔徑與對二甲苯分子大小的匹配，促進了產物的特異性擴散。

研究團隊還對“膠囊”的外表面進行了特殊處理，防止了對二甲苯的進一步異構化和烷基化等副反應。這一獨特的設計使得催化劑的性能達到了前所未有的高度。據實驗數據顯示，使用1000克復合催化劑連續工作一天，即可獲得1000.8克對二甲苯，這一成績遠超現有文獻記載的性能水平。

曾杰教授表示，他們的復合催化劑設計思路不僅限于對二甲苯的生產，還有望應用于其他二氧化碳加氫反應體系，實現對高附加值產物碳鏈長度和分子尺寸的“定制”。這一研究成果為二氧化碳的資源化利用和綠色化工生產提供了新的思路和方向。

椿范立教授也對這一成果表示了高度的贊賞和期待。他認為，這一研究不僅為學術界提供了新的研究方向，也為工業界提供了新的生產技術和解決方案。未來，隨著技術的進一步發展和完善，這一成果有望在全球范圍內得到廣泛應用和推廣。

這一研究還具有重要的環保意義。傳統的對二甲苯生產方法不僅能耗高、排放大，而且對環境造成了嚴重的污染。而曾杰教授和椿范立教授的研究團隊則通過創新的技術手段，實現了對二氧化碳的有效利用和轉化，為減少溫室氣體排放和保護環境做出了積極貢獻。

隨著全球對環保和可持續發展的日益重視，這一研究成果有望在未來的化工生產中發揮重要作用。它不僅能夠降低生產成本、提高生產效率，還能夠減少對環境的污染和破壞，實現經濟效益和環境效益的雙贏。