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我所在合成氣定向轉化方面取得新進展

  近日,我所潘秀莲研究員、包信和院士带领团队在合成气定向转化方面取得新进展,相关结果发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie-International Edition)上。

  C-C偶聯的精准調控一直是C1化學最核心也是最具挑戰性的問題,是煤和天然氣高效利用的關鍵。該團隊近年來提出了OX-ZEO催化劑設計概念,通過部分還原的金屬氧化物和分子篩耦合的納米複合雙功能催化劑,使合成氣化學中CO活化與C-C偶聯這兩個關鍵步驟有效分離,已經實現了高選擇性地生成C2=-C4=混合低碳烯烴(Science,2016; ACS Catalysis,2017; ACS Catalysis,2019)、乙烯(Angew. Chem. Int. Ed.,2018)和芳烴(Chemical Communications,2017; Journal of Energy Chemistry,2019)。

  該團隊進一步利用一維十元環直通孔道分子篩的限域擇型作用調變了反應産物,可將合成氣一步轉化制備出高品質汽油。當CO轉化率爲20%時,烴類産物中汽油的選擇性高達77%,高于Anderson-Schulz-Flory(ASF)分布中汽油最高選擇性(48%)。更重要的是,汽油中異構烷烴含量高,研究法辛烷值(RON)達92(辛烷值是反映燃料抗爆性能的數字指標,辛烷值越高代表燃料抗爆性能越好,經過傳統低溫費托合成獲得的汽油的RON大約是35-43),且其中芳烴含量降至16%,低于國標中限定的芳烴含量(<35%)。

  該研究成果爲合成氣直接制高品質汽油的發展提供了新的研究思路與重要的科學依據,也再次驗證了OX-ZEO催化劑設計概念具有一定普適性,開拓了煤經合成氣轉化制化學品的新戰略、新途徑。

  该工作得到国家科技部、自然科学基金委员会,以及中科院的资助。(文/图 李娜、焦峰)

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