中新網(wǎng)合肥5月13日電 (記者 吳蘭)二氧化碳加氫制備化學(xué)品是一種二氧化碳資源化利用的有效途徑。記者13日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校教授曾杰研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種銅-碳化鐵界面型催化劑，實(shí)現(xiàn)了常壓條件下二氧化碳加氫高選擇性制備長(zhǎng)鏈烯烴。
相關(guān)成果日前發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》上。
長(zhǎng)鏈烯烴在精細(xì)化工領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，例如用于合成洗滌劑、高辛烷值汽油、潤(rùn)滑油、農(nóng)藥、增塑劑生產(chǎn)等。目前，工業(yè)合成長(zhǎng)鏈烯烴的普遍方法是基于乙烯的齊聚反應(yīng)，而乙烯主要來自于石油資源。與之相比，利用可再生能源電解水制氫，再與二氧化碳反應(yīng)直接制備長(zhǎng)鏈烯烴，則會(huì)產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益。
“電解制氫裝置在常壓條件下就可以工作，相應(yīng)的，我們就需要開發(fā)出同樣能夠在常壓條件下進(jìn)行二氧化碳加氫制長(zhǎng)鏈烯烴的技術(shù)，以匹配電解產(chǎn)生的常壓氫氣，從而進(jìn)行靈活的分布式串聯(lián)生產(chǎn)。”曾杰介紹說。然而，目前二氧化碳加氫制備長(zhǎng)鏈烯烴多在高壓反應(yīng)條件下進(jìn)行。并且，根據(jù)勒夏特列原理，常壓不利于長(zhǎng)鏈烯烴的形成。因此，實(shí)現(xiàn)二氧化碳常壓加氫制備長(zhǎng)鏈烯烴仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
二氧化碳加氫制備烯烴主要通過甲醇中間體和一氧化碳中間體路徑。由于低壓既不利于甲醇合成反應(yīng)也不利于甲醇制烴反應(yīng)，研究團(tuán)隊(duì)選擇了一氧化碳中間體路徑，制備了具有銅-碳化鐵界面在常壓下工作的銅-鐵催化劑。對(duì)比于傳統(tǒng)鐵基催化劑，該催化劑對(duì)一氧化碳和甲烷的選擇性更低，對(duì)長(zhǎng)鏈烯烴的選擇性更高。正是由于這種特殊的碳鏈增長(zhǎng)方式，使得該催化劑在常壓條件下對(duì)長(zhǎng)鏈烯烴的選擇性高達(dá)66.9%，甚至跟現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的高壓反應(yīng)條件下世界紀(jì)錄值(66.8%)相當(dāng)。
審稿人認(rèn)為，“能在常壓下實(shí)現(xiàn)二氧化碳加氫制備長(zhǎng)鏈烯烴極具挑戰(zhàn)且很有新意。這項(xiàng)工作為開發(fā)二氧化碳的高值利用技術(shù)提供了一種新方案。”