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上海高等研究院研發(fā)出合成氣直接制烯烴全新催化劑

中國科學(xué)院上海高等研究院和上?？萍即髮W(xué)聯(lián)合科研團(tuán)隊在合成氣直接制烯烴方面取得重大進(jìn)展，《自然(Nature)》雜志于2016年10月6日發(fā)表了相關(guān)文章，其中，上海大學(xué)、華東師范大學(xué)、中國科學(xué)院物理研究所和中國科學(xué)院化學(xué)研究所參加了部分工作。

該研究團(tuán)隊創(chuàng)造性地研發(fā)了一種全新的催化劑，該催化劑在溫和的反應(yīng)條件下(250 ℃和0.1～0.5 MPa)，可實現(xiàn)高選擇性合成氣直接制備烯烴，低碳烯烴選擇性可達(dá)60%，總烯烴選擇性高達(dá)80%以上，甲烷選擇性可低至5%，烯烴烷烴比可高達(dá)30以上；同時，產(chǎn)物碳數(shù)呈顯著的窄區(qū)間高選擇性分布，C2～C15選擇性占90%以上，產(chǎn)物分布完全不服從經(jīng)典的Amderson-Schulz-Flory(ASF)規(guī)律，體現(xiàn)出很好的費-托反應(yīng)合成烯烴(FTO)性能。為了確定活性位的本質(zhì)，該實驗室通過深入的構(gòu)效關(guān)系研究并結(jié)合DFT理論計算，確定活性位結(jié)構(gòu)是暴露面為{101}和{020}的Co2C納米平行六面體。這一平行六面體呈現(xiàn)完全異于傳統(tǒng)費-托活性相的催化性能，甲烷選擇性很低而烯烴選擇性很高，產(chǎn)物偏離經(jīng)典ASF規(guī)律并體現(xiàn)窄區(qū)間高選擇性分布。基于我國缺油、少氣、富煤的資源特點，該技術(shù)具有很強的工業(yè)應(yīng)用前景及很高的經(jīng)濟(jì)效益。

目前，中國科學(xué)院上海高等研究院已與合作單位山西潞安集團(tuán)等企業(yè)達(dá)成協(xié)議，擬在催化劑放大制備、反應(yīng)器設(shè)計及工藝過程開發(fā)等方面共同合作，力爭盡快實現(xiàn)工業(yè)示范和產(chǎn)業(yè)化。

[中國石化有機原料科技情報中心站供稿]