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我國學者在合成氣直接制烯烴領域取得進展
2021年03月18日 14:09:34
來源：合作局 點擊量：6453
通過費托合成將合成氣(CO H2)轉(zhuǎn)化為烯烴(FTS)，是從生物質(zhì)、天然氣等非石油原料出發(fā)制備化學品的重要途徑，具有重要的工業(yè)應用價值。于合成氣制烯烴而言，一個非常重要的挑戰(zhàn)在于，在費托合成過程中約50%一氧化碳轉(zhuǎn)化成了二氧化碳(約40%)和甲烷等C1副產(chǎn)物，碳原子利用效率低下，嚴重降低了能源效益和經(jīng)濟效益。如何高效降低CO2、CH4等C1副產(chǎn)物生成，提高特定烴類產(chǎn)品的選擇性在能源化工界一直是
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】
圖1：合成氣在疏水性FeMn@Si催化劑上高選擇性制取烯烴
在國家自然科學基金項目(批準號：51861145102、21978225)的資助下，武漢大學動力與機械學院、工業(yè)科學研究院定明月教授團隊在合成氣直接制烯烴領域取得進展。研究成果以“一種通過抑制C1副產(chǎn)物促進合成氣制烯烴的疏水性FeMn@Si催化劑(A hydrophobic FeMn@Si catalyst increases olefins from syngas by suppressing C1 by-products)”為題，于2021年2月5日在《科學》(Science)上在線發(fā)表。
通過費托合成將合成氣(CO+H2)轉(zhuǎn)化為烯烴(FTS)，是從生物質(zhì)、天然氣等非石油原料出發(fā)制備化學品的重要途徑，具有重要的工業(yè)應用價值。于合成氣制烯烴而言，一個非常重要的挑戰(zhàn)在于，在費托合成過程中約50%一氧化碳轉(zhuǎn)化成了二氧化碳(約40%)和甲烷等C1副產(chǎn)物，碳原子利用效率低下，嚴重降低了能源效益和經(jīng)濟效益。如何高效降低CO2、CH4等C1副產(chǎn)物生成，提高特定烴類產(chǎn)品的選擇性在能源化工界一直是一個巨大的挑戰(zhàn)。
該團隊創(chuàng)造性發(fā)展了一種新型疏水性FeMn@Si催化劑，在工業(yè)反應條件下(320 ℃和 2-3 MPa)，實現(xiàn)了合成氣高選擇性直接制取烯烴，二氧化碳和甲烷等C1副產(chǎn)物顯著降低到22.5%以下，并且在56.1%的CO轉(zhuǎn)化率下烯烴單程收率高達36.6%。
該研究工作展示了核層碳化鐵活性相與殼層疏水基團的高效協(xié)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，大幅度降低二氧化碳排放，顯著提高碳原子利用效率，有望實現(xiàn)合成氣高效、經(jīng)濟制取烯烴、芳烴、汽油、航油等各種高附加值產(chǎn)品。
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