合成氣高選擇性制取烯烴
烯烴作為化工領域的核心分子,是合成纖維橡膠塑料等重要材料的單體,屬于一類重要的高附加值化工原料。工業上的烯烴主要來源于石腦油的裂解。近年來,隨著石油資源的日益減少和C1化學的迅速發展,開發從合成氣直接制備烯烴的反應路徑來替代傳統的石化路線具有十分重要的意義。
傳統合成氣轉化路徑中約50%CO轉化成了CO2和CH4等溫室氣體副產物,碳原子利用效率低下,嚴重降低了該路徑的能源和經濟效益。如何高效降低該過程中CO2和CH4副產物的生成、提高特定燃料產品的選擇性在國際能源化工界一直是巨大挑戰。
武漢大學定明月教授團隊通過將碳化鐵納米晶體包裹在疏水性無定形SiO2殼中,開發出一種具有優異疏水性的核-殼型FeMn@Si催化劑。通過給催化劑包裹一層“疏水鎧甲”,從而實現了56%的高CO轉化率和13%的低CO2選擇性,烯烴收率高達36.6%。核層碳化鐵活性相與殼層疏水基團的高效協同,將能拓展出一系列新型的復合催化劑,通過抑制高耗能的水煤氣變換反應,大幅度降低合成氣轉化過程中的CO2排放,顯著提高碳原子利用效率,有望實現合成氣更高效、更經濟制取烯烴、汽油、芳烴、航油等各種高附加值化學品。該研究成果發表在《Science》期刊上,同期《Science》期刊發表了亮點評論文章,高度評價了該工作,認為該工作對于實現“碳達峰、碳中和”目標提供了新的解決方案。
合成氣在疏水性FeMn@Si催化劑上高效制取C2+烯烴
武漢大學
2021-05-12