近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員潘秀蓮、院士包信和團(tuán)隊(duì)發(fā)表了OXZEO催化合成氣轉(zhuǎn)化的綜述文章，系統(tǒng)介紹了OXZEO概念在C1化學(xué)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、機(jī)遇與挑戰(zhàn)。
碳-碳鍵偶聯(lián)的精準(zhǔn)調(diào)控一直是C1化學(xué)研究領(lǐng)域最核心也是最具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，是煤、天然氣、生物質(zhì)等碳資源高效利用的關(guān)鍵。該團(tuán)隊(duì)于2016年提出金屬氧化物和分子篩耦合的納米復(fù)合雙功能OXZEO催化劑設(shè)計(jì)概念，使合成氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)中CO活化與碳-碳鍵偶聯(lián)這兩個(gè)關(guān)鍵步驟有效分離，從催化原理上突破了近百年來(lái)傳統(tǒng)費(fèi)托合成產(chǎn)物分布難以逾越的Anderson-Schultz-Flory（ASF）極限，實(shí)現(xiàn)了高選擇性地生成C2=-C4=低碳烯烴（Science，2016）。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步拓展研究，實(shí)現(xiàn)了合成氣轉(zhuǎn)化制單組份乙烯（Angew. Chem. Int. Ed.，2018）、高品質(zhì)汽油（Angew. Chem. Int. Ed.，2019）、單組份乙烷或丙烷（Angew. Chem. Int. Ed.，2020）、芳烴（ACS Catalysis，2020；Chem. Commun.，2017）等，驗(yàn)證了OXZEO催化概念的普適性。該技術(shù)省去了水煤氣變換制氫和中間產(chǎn)物合成等單元，為節(jié)水、清潔高效煤轉(zhuǎn)化提供了一條新途徑。此外，團(tuán)隊(duì)與劉中民院士領(lǐng)導(dǎo)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合組成技術(shù)攻關(guān)小組，并與陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司合作，建成了世界首套基于煤基合成氣直接制低碳烯烴
創(chuàng)新技術(shù)的工業(yè)試驗(yàn)裝置并于2020年9月順利完成了試驗(yàn)。
OXZEO催化概念不僅實(shí)現(xiàn)了合成氣一步直接轉(zhuǎn)化制乙烯、混合低碳烯烴、汽油、芳烴、含氧化物等系列高值化學(xué)品和燃料，為煤及其他碳資源的高效轉(zhuǎn)化利用提供了一個(gè)新技術(shù)平臺(tái)，還可拓展應(yīng)用至以二氧化碳為碳資源的直接轉(zhuǎn)化制高值化學(xué)品和燃料，近幾年得到了廣泛關(guān)注和研究。綜述回顧了合成氣直接轉(zhuǎn)化領(lǐng)域多功能催化劑的發(fā)展歷史以及研究現(xiàn)狀，系統(tǒng)地介紹了OXZEO催化作用原理，特別是對(duì)產(chǎn)物選擇性的調(diào)控原理，并展望了該領(lǐng)域存在的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，為進(jìn)一步開(kāi)拓各種碳資源的高效轉(zhuǎn)化提供了一條全新的技術(shù)策略。
大連化物所發(fā)表OXZEO催化合成氣轉(zhuǎn)化綜述文章
相關(guān)研究以題為“Oxide–Zeolite-Based Composite Catalyst Concept That Enables Syngas Chemistry beyond Fischer–Tropsch Synthesis”于近日發(fā)表在Chemical Reviews上。該項(xiàng)研究得到了中科院、科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)等項(xiàng)目的支持。
