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低碳院CO?催化轉(zhuǎn)化利用研究獲進展

文章來源：中化新網(wǎng) 更新時間：2024-08-21 15:38:14

中化新網(wǎng)訊 8月6日，國家能源集團北京低碳清潔能源研究院(以下簡稱低碳院)在二氧化碳(CO?)催化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域獲進展。低碳院研究團隊成功開發(fā)了高結(jié)構(gòu)強度和高導(dǎo)熱性的自支撐型鐵基雙功能催化劑，實現(xiàn)二氧化碳加氫高選擇性合成烯烴，烯烴單程收率為目前公開報道的最高水平。相關(guān)成果發(fā)表在催化國際權(quán)威期刊《ACS Catalysis》上。

　　二氧化碳的高效轉(zhuǎn)化利用對緩解能源危機以及實現(xiàn)碳中和目標(biāo)具有重要的戰(zhàn)略意義。其中，耦合可再生綠氫與二氧化碳催化轉(zhuǎn)化，可實現(xiàn)綠色甲醇、綠色航煤等綠色燃料和烯烴等高附加值化學(xué)品的可持續(xù)生產(chǎn)。研究團隊在前期工作中基于改進的沉淀法工藝，合成出高效協(xié)同的FexC-FexOy-M催化劑，實現(xiàn)了一步法二氧化碳加氫制線性α-烯烴;先后完成了公斤級催化劑放大驗證和長周期穩(wěn)定性考察，并基于多種原位表征技術(shù)解析了催化劑活性相結(jié)構(gòu)和動態(tài)變化機制。

　　為了進一步提高烯烴產(chǎn)品的選擇性，并解決催化劑結(jié)構(gòu)強度和床層熱點問題，研究團隊以高強度和高導(dǎo)熱性能的金屬態(tài)泡沫鐵為載體，設(shè)計合成了高結(jié)構(gòu)強度和高導(dǎo)熱性的自支撐型鐵基雙功能催化劑。豐富的雙活性位點界面結(jié)構(gòu)有效強化了反應(yīng)原位耦合，抑制了一氧化碳副產(chǎn)物選擇性和提高C?+烯烴產(chǎn)物的生成。結(jié)合先進表征方法，研究團隊與北京化工大學(xué)、中國科學(xué)院山西煤化所相關(guān)團隊合作，系統(tǒng)解析了催化劑構(gòu)效關(guān)系和反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)機理。

　　此項研究為二氧化碳高效轉(zhuǎn)化利用提供了一種有潛力的技術(shù)路線，解決了二氧化碳加氫合成烴類由實驗室邁向工業(yè)放大過程中面臨的催化劑結(jié)構(gòu)強度和床層傳熱等工程難題。

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