铁基催化剂催化二氧化碳加氢高效制备液态燃料烃

发布者:信息管理员发布时间:2022-11-18浏览次数:154

化石能源的广泛使用,导致大气中二氧化碳浓度不断升高,由此带来一系列生态环境问题,如海洋酸化、温室效应等。二氧化碳催化加氢制备高值化学品,是目前最有发展前景的途径之一。其中高碳液态烃,具有较高的能量密度、良好的储存运输等优点,是一种重要的高值产品。但二氧化碳加氢活性低、一氧化碳选择性高、目标产物分布受限,导致了液态燃料烃收率较低。开发高性能催化剂用于解决这一问题迫在眉睫。

基于课题组前期在低碳分子化学转化的工作基础上(Chem Eng J, 429, 132063, 2022; Appl Catal B, 303, 120906, 2022; Fuel, 306, 121684, 2021),近日我院孙松研究团队和中科院大化所孙剑团队、国立富山大学Noritatsu Tsubaki院士团队合作,通过牺牲模板法制备了系列尖晶石铁催化剂。通过第二活性金属钴的引入,实现高催化活性、低CO选择性的同时进一步提升了高碳液态烃的收率(26.7%)。钴的引入能够诱使形成大量的含氧中间体,且50小时连续运行中催化剂并没有失活。该工作为二氧化碳加氢催化剂产业化开发设计提供了新的思路,助力“双碳”战略目标。

 图1. 二氧化碳加氢反应途径以及不同催化剂上液体燃料烃收率对比

相关工作以“High-yield Production of Liquid Fuels in CO2 Hydrogenation on a Zeolite-free Fe-based Catalyst”为题发表在Chemical Science 上(Chem Sci, 2022, DOI: 10.1039/D2SC05047A)。学院郭立升老师为论文第一作者,学院孙松教授、中科院大化所孙剑研究员、国立富山大学Noritatsu Tsubaki院士为该论文共同通讯作者,安徽大学为第一通讯单位。上述研究工作得到了国家自然科学基金(U1832165, 21902001, 22102001)和安徽省重点研发计划(202004a05020015, 006233172019)的支持。