中国科学技术大学开发出：铜-碳化铁界面型催化剂

记者5月12日从中国科学技术大学获悉，该校教授曾杰研究团队开发出一种铜-碳化铁界面型催化剂，实现了常压条件下二氧化碳加氢高选择性制备长链烯烃。相关成果日前发表于国际学术期刊《自然-通讯》。

长链烯烃在精细化工领域具有广泛应用，例如用于合成洗涤剂、高辛烷值汽油、润滑油、农药、增塑剂生产等。目前，工业合成长链烯烃的普遍方法是基于乙烯的齐聚反应，而乙烯主要来自石油资源。与之相比，利用可再生能源电解水制氢，再与二氧化碳反应直接制备长链烯烃，则会产生巨大的环境效益。

目前，二氧化碳加氢制备长链烯烃多在高压反应条件下进行。根据勒夏特列原理，常压不利于长链烯烃的形成。因此，实现二氧化碳常压加氢制备长链烯烃仍然是一个巨大的挑战。“电解制氢装置在常压条件下就可以工作，相应地，我们就需要开发出同样能够在常压条件下进行二氧化碳加氢制长链烯烃的技术，以匹配电解产生的常压氢气，从而进行灵活的分布式串联生产。”曾杰介绍。

二氧化碳加氢制备烯烃主要通过甲醇中间体和一氧化碳中间体路径。由于低压既不利于甲醇合成反应也不利于甲醇制烃反应，研究团队选择了一氧化碳中间体路径，在常压下设计出合适的费托合成活性位点，制备了具有铜-碳化铁界面在常压下工作的铜-铁催化剂。对比于传统铁基催化剂，该催化剂对一氧化碳和甲烷的选择性更低，对长链烯烃的选择性更高。正是由于这种特殊的碳链增长方式，使得该催化剂在常压条件下对长链烯烃的选择性高达66.9%，甚至跟现有文献报道的高压反应条件下世界纪录值(66.8%)相当。这项研究结果揭示了二氧化碳加氢反应过程中的碳碳键偶联机制，也为二氧化碳加氢制长链烯烃催化剂的设计提供了思路。(记者 陈婉婉)

关键词： 中国科学技术大学 界面型催化剂 制备长链烯烃 国际学术期刊