近日,中科院大連化物所孫劍和葛慶杰研究團隊在CO2催化轉化領域取得新進展,通過設計一種多助劑共存的鐵基催化劑,實現(xiàn)了CO2加氫高選擇性制取線性-烯烴?;茉吹拇罅肯氖箿厥覛怏wCO2的排放量急劇增加,引起全球氣候變暖等日益嚴峻的環(huán)境問題。若能利用CO2為原料,將其直接轉化為高附加值的化學品,不僅可實現(xiàn)碳減排,還可減輕對煤、石油等傳統(tǒng)資源的依賴,具有重要意義。
然而,二氧化碳的選擇性轉化是世界性的難題,制備高選擇性、高穩(wěn)定性的催化劑面臨巨大挑戰(zhàn)。在前期CO2加氫直接轉化制燃料汽油的研究基礎上,該團隊首次提出了CO2加氫直接轉化為高值化學品線-烯烴的新路線。
線性?-烯烴是一種非常重要且附加值極高的化工原料,被廣泛應用于高級潤滑油、聚烯烴等生產(chǎn)領域。但該產(chǎn)品的生產(chǎn)長期依賴石油,且市場嚴重供不應求。在最新的研究工作中,該團隊通過設計氧化鐵和碳化鐵共存的鐵催化劑,輔以玉米芯灰分中協(xié)同共存的多種電子助劑和結構助劑,突破了二氧化碳加氫C-O鍵活化和C-C鍵偶聯(lián)的技術瓶頸,在溫和的反應條件下,大幅提升了烯烴及線性?-烯烴的選擇性,CO2單程轉化率31%,烯烴選擇性達72%,C4-C17的線性-烯烴在烯烴(C4+)中的比例突破80%。通過優(yōu)化多活性位及助劑的空間排布,揭示了線性?-烯烴生成的關鍵控制機制。催化劑連續(xù)運轉保持穩(wěn)定。該工作為利用CO2制取高值化學品的研究提供了新思路,同時也為間歇性可再生能源的利用開辟了新途徑。
(審核編輯: Doris)
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