我国科学家实现常压下二氧化碳加氢制备长链烯烃

 

  二氧化碳加氢制备化学品,是一种温室气体资源化利用的有效途径。近期,中国科学技术大学曾杰教授团队开发出一种铜-碳化铁界面型催化剂,实现了常压条件下用二氧化碳加氢高选择性制备长链烯烃,为开发温室气体的资源化利用技术提供新方案。日前,国际知名学术期刊《自然·通讯》发表了这项成果。

  长链烯烃是一种在精细化工领域用途广泛的化合物,可用于合成洗涤剂、高辛烷值汽油、润滑油、农药、增塑剂等。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。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,如成功应用会产生重大环境效益。

  曾杰团队开发的新型铜-碳化铁界面型催化剂,可解决二氧化碳加氢制备长链烯烃的关键技术难题。他们研究发现,铜具备一氧化碳的非解离吸附能力,碳化铁能催化生成甲基/亚甲基。在铜和碳化铁的界面处,铜位点吸附的一氧化碳插入到甲基/亚甲基的端基,然后加氢脱水形成新的甲基/亚甲基单元,如此循环往复使碳链增长,最后脱附形成长链烯烃。

  电解水制氢过程与分布式二氧化碳加氢制长链烯烃技术耦合示意图(中国科学技术大学供图)

  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%,与目前科技文献报道的在高压反应条件下的世界纪录(66.8%)相当。

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