催化剂“微改造”拓展碳基资源清洁利用路径
科技日报·2025-11-06 07:39
记者11月3日从中国科学院山西煤炭化学研究所获悉,日前该研究所研究员温晓东团队联合北京大学教 授马丁团队在《科学》发表铁基费托合成催化剂研究成果,首次实现该催化剂上二氧化碳选择性低于 1%、烯烃选择性超85%的突破,为高碳资源清洁利用提供新思路。 烯烃是合成纤维、橡胶和塑料等化工产品的关键原料,被誉为"化工基石"。长期以来,工业烯烃主要来 源于石油裂解。为应对石油资源趋紧与推动"双碳"目标落地,开发以煤炭、天然气或生物质气化合成气 为原料的绿色低碳技术成为前沿方向。其中,费托合成因能直接将合成气转化为烯烃和燃料而备受关 注。然而,传统铁基催化剂同时具有费托合成、水煤气变换以及一氧化碳歧化多重活性,导致大量二氧 化碳生成,严重限制了碳利用效率和烯烃选择性。 针对这一难题,研究团队结合表面化学势调控理论、自动化高通量实验,提出了一种痕量卤代烷烃共进 料调控策略。通过X-射线光电子能谱、同步辐射X射线吸收近边结构谱、高灵敏度低能离子散射谱等各 种先进表征技术,他们发现在反应气中引入百万分之一级的卤代烷烃,即可在分子层面实现对表面氧物 种循环的有效调节,从而动态调控催化剂表面的催化性能。这一"分子手术式"策略无需改变 ...