中科院大化所二氧化碳催化轉化研究取得新進展

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 初中化學 來源: 高中學習網
近日,中科院大連化物所碳資源小分子與氫能利用創(chuàng)新孫劍、葛慶杰研究員團隊通過設計一種新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能復合催化劑,成功實現了CO2直接加氫制取高辛烷值汽油。相關研究成果發(fā)表英國自然通訊雜志上。

化石能源的大量消耗使溫室氣體如CO2排放量急劇增加,引起了全球氣候變暖等日益嚴峻的環(huán)境問題。汽油是全球用量最大的燃料之一,如果以CO2作為原料生產汽油,將是一種潛在替代化石燃料的清潔能源策略,不僅可有效降低CO2造成的溫室效應,還可減輕對傳統(tǒng)化石能源的依賴。但是CO2的活化與選擇性轉化仍面臨巨大挑戰(zhàn)。


研究團隊長期致力于碳資源小分子中合成氣及CO2的催化轉化研究,在多功能催化劑設計方面積累了較為豐富的經驗。設計了一種高效穩(wěn)定的Na-Fe3O4/HZSM-5多功能復合催化劑,在接近工業(yè)生產的條件下,該催化劑實現了CH4和CO的低選擇性,烴類產物中汽油餾分烴(C5-C11)的選擇性達到78%。汽油餾分主要為高辛烷值的異構烷烴和芳烴,基本滿足國V標準對苯、芳烴和烯烴的組成要求。該催化劑還具有較好的穩(wěn)定性,可連續(xù)穩(wěn)定運轉1000小時以上。對CO2直接轉化制取汽油的反應途徑研究表明,對多活性位結構及其親密性效應(proximityeffect)的精準調控是實現CO2加氫制汽油的關鍵。

該技術不僅為CO2加氫制液體燃料的研究拓展了新思路,還為間歇性可再生能源(風能、太陽能、水能等)的利用提供了新途徑。

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