合成气高选择性制取烯烃

新材料及其应用

烯烃作为化工领域的核心分子，是合成纤维橡胶塑料等重要材料的单体，属于一类重要的高附加值化工原料。工业上的烯烃主要来源于石脑油的裂解。近年来，随着石油资源的日益减少和C1化学的迅速发展，开发从合成气直接制备烯烃的反应路径来替代传统的石化路线具有十分重要的意义。

传统合成气转化路径中约50%CO转化成了CO₂和CH₄等温室气体副产物，碳原子利用效率低下，严重降低了该路径的能源和经济效益。如何高效降低该过程中CO₂和CH₄副产物的生成、提高特定燃料产品的选择性在国际能源化工界一直是巨大挑战。

武汉大学定明月教授团队通过将碳化铁纳米晶体包裹在疏水性无定形SiO₂壳中，开发出一种具有优异疏水性的核-壳型FeMn@Si催化剂。通过给催化剂包裹一层“疏水铠甲”，从而实现了56%的高CO转化率和13%的低CO₂选择性，烯烃收率高达36.6%。核层碳化铁活性相与壳层疏水基团的高效协同，将能拓展出一系列新型的复合催化剂，通过抑制高耗能的水煤气变换反应，大幅度降低合成气转化过程中的CO₂排放，显著提高碳原子利用效率，有望实现合成气更高效、更经济制取烯烃、汽油、芳烃、航油等各种高附加值化学品。该研究成果发表在《Science》期刊上，同期《Science》期刊发表了亮点评论文章，高度评价了该工作，认为该工作对于实现“碳达峰、碳中和”目标提供了新的解决方案。

合成气在疏水性FeMn@Si催化剂上高效制取C₂₊烯烃

发明专利

专利已申请，正在实审状态

达到国际领先水平

独立研究

国家级

国家自然科学基金、国家重点研发计划