烯烴是合成纖維、橡膠和塑料等化工產(chǎn)品的原料，被譽為“化工基石”。長期以來，工業(yè)烯烴主要來源于石油裂解。開發(fā)以煤炭、天然氣或生物質(zhì)氣化合成氣為原料的綠色低碳路徑是國際前沿方向。費托合成能直接將合成氣轉化為烯烴和燃料，但是，傳統(tǒng)鐵基催化劑具有費托合成、水煤氣變換以及CO歧化多重活性，導致大量CO2生成，限制了碳利用效率和烯烴選擇性。
近期，中國科學院山西煤炭化學研究所結合表面化學勢調(diào)控理論、自動化高通量實驗，提出痕量鹵代烷烴共進料調(diào)控策略。研究人員通過先進表征技術發(fā)現(xiàn)在反應氣中引入百萬分之一級的鹵代烷烴，可在分子層面調(diào)節(jié)表面氧物種循環(huán)，從而動態(tài)調(diào)控催化劑表面催化性能：阻斷H2O的解離，抑制水煤氣變換副反應；阻止表面O與CO結合，近乎消除歧化反應生成的CO2；抑制烯烴加氫副反應，提升烯烴產(chǎn)率。上述策略無需改變催化劑配方，只在反應體系中引入微量鹵素，即實現(xiàn)CO2近零排放與高烯烴選擇性，具有即插即用的普適優(yōu)勢。
該研究實現(xiàn)了低碳與高效的雙重突破，揭示了鹵素在反應中的活化-調(diào)控機理，為理解鐵基費托催化劑微觀反應路徑提供理論依據(jù)。未來，科研團隊將繼續(xù)探索鹵素調(diào)控策略的工業(yè)放大與長期穩(wěn)定性驗證，推動其在煤制油、天然氣轉化及生物質(zhì)利用等領域應用。
相關研究成果發(fā)表在《科學》（Science）上。
論文鏈接
鹵素共進料對鐵基費托合成反應性能的影響
本文鏈接：研究實現(xiàn)費托合成反應近零CO2排放與高效烯烴生產(chǎn)http://www.sq15.cn/show-12-2031-0.html
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