大连化物所新招:把合成气给变了,在温度250到260 摄氏度、压力0.1兆帕

中国科学院大连化学物理研究所,也就是大家常说的大连化物所,最近有个大动作。孙剑和葛庆杰研究员团队搞出了个新招,把合成气给变了,在温度250到260摄氏度、压力0.1兆帕这种温和平静的环境下,直接变成了乙烯、丙烯、丁烯这些低碳烯烃,而且转化效率特别高。这个消息是中新网记者孙自法从大连化物所打听来的,北京那边在4月1日晚上也发了通稿。他们在《自然》杂志上发表了这篇论文,可是把学术界给轰动了。 合成气其实就是一氧化碳和氢气混在一起的气儿,要直接拿来做化工原料,特别是用来炼油或者做化学品,一直是个大难题。传统的费托合成法虽然好用,就是太费电太费钱了,非得300摄氏度以上、压力大于2兆帕才行。对于像中国这样“富煤贫油”的国家来说,这确实是个痛点。所以大伙都想知道,能不能在不那么折腾的条件下,把转化率提高上去。 现在好了,这两位研究员找到了一个好办法。他们发现往催化剂里加点特定的亲水羟基助剂特别管用,能给一氧化碳的活化帮大忙。在钠-钴-锰这种催化体系里放了这些东西之后,表面的羟基变多了,形成了一种新的钴锰复合氧化物结构。这下子一氧化碳的转化效率一下子就上来了。 在这种温和的条件下做实验结果特别喜人:一氧化碳转化率能达到80%,低碳烯烃的选择性也有60%,总烯烃的选择性更是超过了80%。哪怕是氢气和一氧化碳的比例不太一样,这个系统也能应付过来。 团队还专门做了实验去验证机理。原来啊,羟基助剂不光能让反应变顺溜,还能阻止催化剂被过度还原和碳化。这就像给反应系统安了个稳定器一样,把一氧化碳活化和碳碳连在一起的过程给协调好了。 对于这种新发现的结构变化过程,研究团队觉得以后还能挖出不少宝藏。他们打算继续盯着这些羟基助剂是怎么影响反应的路子、活性位是怎么变的、过程是怎么优化的这些关键问题去研究。毕竟这可是咱们国家搞清洁用煤和低碳化工的好帮手嘛!