这项研究揭示Co2C存在显著的晶面效应,相比于其它暴露面,{101}晶面非常有利于烯烃的生成,同时{101}和{020}晶面可有效抑制甲烷的形成。因此,暴露面为{101}和{020}的Co2C纳米平行六面体呈现完全异于传统FT活性相的催化性能,甲烷选择性很低而烯烃选择性很高,产物偏离经典ASF规律并体现窄区间高选择性分布。

科学网10月6日上海讯(记者黄辛)中科院上海高等研究院和上海科技大学联合科研团队在合成气直接制烯烃方面取得重大进展,研究人员通过采用全新催化剂活性位结构,实现了在温和条件下合成气高选择性直接制备烯烃,对拓展合成气催化转化领域有重大意义。今天,相关研究成果发表于《自然》杂志。

据介绍,中科院上海高等研究院和上海科技大学充分发挥科教融合的体制机制优势,尤其是在人才优势互补、仪器设备平台共享、研究生联合培养等方面,紧急紧把握了建设张江综合性国家科学中心战略机遇,积极探索有效落实科技创新中心的溢出效应和辐射带动效应。与此同时,在国家与上海市的大力支持下,低碳实验室与相关高校、研究所和资源型国企开展深入合作,在优化技术路线、发展高附加值产品、提升产业能级的过程中,将基础研究贯穿其中,凝练科学问题并聚力攻关,在打通创新价值链上取得了很好的结果。

据悉,中科院上海高等研究院目前已与山西潞安集团等企业达成协议,拟在催化剂放大制备、反应器设计及工艺过程开发等方面共同合作,力争尽快实现工业示范和产业化,促进我国煤化工的发展。

权威专家表示,基于我国缺油、少气、富煤的资源特点,该技术具有很强的工业应用前景及很高的经济效益,将有利于促进我国煤化工的发展。

合成气经费托反应路线直接制烯烃,是指CO和H2在催化剂作用下,通过费托(FT)反应路线合成烯烃(FTO)的过程。在FT合成反应中, 一般认为先进行碳氧键断裂形成碳吸附中间物种,再发生碳碳连接形成不同碳链长度的产物。针对经典的FT机理,一般认为产物的链增长服从聚合机理,即产物选择性近似遵循Amderson-Schulz-Flory(ASF)分布,不同的链增长因子(α)数值对应不同的产物分布。目前,FTO存在的主要问题是烯烃选择性的提高及产物分布的有效控制。由于FTO是强放热反应,过高的反应热,容易引起局部过热,发生飞温现象,促进甲烷化和积碳的发生,尤其是由于ASF分布规律以及动力学和热力学等方面的限制,大量甲烷的生成严重降低了总烯烃收率。此外,由于在FT合成过程中烯烃作为一种中间产物,极易发生二次加氢反应转化为饱和烷烃,从而进一步降低烯烃选择性。鉴于合成气直接制备烯烃路线受上述因素的制约,为了实现很好的FTO催化性能,设法摆脱ASF分布的限制,同时体现低甲烷选择性及高烯烃选择性,有必要开发全新的催化活性位结构。