随着社会经济的飞速发展，温室效应给气候和环境带来了巨大危害。目前，虽然我国对电力等重点行业的碳减排工作已取得有效进展，但石化行业排放的烟气中存在大量CO₂(占13-15%)等温室气体，目前研究较多且较成熟的CO₂减排技术多是捕集和封存，难以有效高值化利用，所以如何提高CO₂的利用率一直是这一领域亟需解决的“卡脖子”问题。因此，要想实现石化行业的低碳发展，亟待烟气资源化新技术，特别是CO₂负排放技术的开发。把烟气CO₂作为碳源，加以有效利用，是开发负排放技术的新思路。目前的研究多是将CO₂转化为化学品或燃料，如果产品可以是附加值更高的先进材料，如碳纤维，环境和经济效益会更高。

传统碳纤维生产技术多用化石碳源为原料，成本高（原料、处理“三废”等），而且过程复杂，难以控制。而我国的碳纤维生产技术不仅落后于日本等发达国家，而且产品性能仅达到日本东丽公司T700，柔韧性和导电性均较低。目前，国际上已出现以CO₂为碳源制备碳纳米管的研究，如果能实现大规模生产，可将其与碳纤维复合制备大宗高性能碳纤维复合材料，是一条极具应用潜力的资源化技术。但是，由于目前CO₂制备碳纳米管纤维技术仍然存在产物定向选择性差，催化效率低，而导致产品产率不高，对实际的经济收益影响较大。因此，如果可以有效解决这些问题，再基于国内已有的比较成熟的石化烟气预处理技术，突破烟气CO₂制备高性能碳纤维复合材料成套技术，将对石化行业烟气资源化利用和碳纤维材料制造业产生重大意义。

该项目围绕石化烟气资源化和高性能碳纤维复合材料制备技术瓶颈，研发石化烟气CO₂制备高性能碳纳米管纤维复合材料技术与装置，重点突破石化烟气低温脱硝CO₂捕集，CO₂催化加氢制备醇类、规模化醇类物质碳化制备碳纳米管纤维、高分子/碳纳米管纤维复合等关键技术及装备。突破烟气CO₂制备碳纳米管纤维成套技术，打通工艺流程，产品性能接近T700碳纤维；研发出原型碳纳米管纤维生产样机，实现综合成本减半。

期望合作单位可以提供资助和中试示范平台，预计建成以石化烟气为原料，不少于3吨/年的烟气CO₂生产碳纳米管纤维的中试装置和50吨/年高分子熔融/碳纳米管纤维在线复合的装备样机。