大连化物所给低碳烯烃找到了新的路子

好消息!中国终于在低碳烯烃的生产上有了重大突破。最近,中国科学院大连化学物理研究所(大连化物所)的孙剑和葛庆杰研究员团队,给费托合成制低碳烯烃找到了一条全新的路子。他们把费托合成的体系给升级了,让合成气能在温和的条件下——250℃到260℃,还有0.1 MPa——转化成低碳烯烃。这一成果是北京时间4月1日在《自然》(Nature)杂志上发表的。费托合成就是把一氧化碳和氢气给合成为燃料和化学品的工业过程,在煤炭多、石油少的国家很重要。我国能源的特点是煤多、油少、气也少,所以发展这种技术就特别有意义。 以前呢,要生产低碳烯烃就得在300℃以上的高温下搞,压力也得超过2 MPa,能耗成本都很高。而且在温度低一点的情况下,转化率和选择性很难两全其美。转化率要想超过60%,低碳烯烃的选择性就会急剧下降。为了解决这个问题,团队从反应本身出发,发现给催化剂里加点亲水羟基助剂能帮上大忙。他们在钠—钴—锰这个催化体系里加了点羟基助剂,就构建出了一个表面羟基丰富的反应界面,这就诱导出了一种新的钴锰复合氧化物结构。 这个催化体系特别给力。在250℃到260℃、0.1 MPa这样温和的条件下,氢碳比的范围很广的时候,一氧化碳的转化率能达到80%,低碳烯烃的选择性也能有60%,总烯烃的选择性更是超过了80%。通过研究结构和机理发现,这些羟基助剂能阻止催化剂过度还原或者碳化,把活性的氧化物相给稳住了。这样一来就从根本上优化了一氧化碳活化和碳—碳偶联之间的关系。 这次的发现不仅是为了研究费托合成这么简单。团队还会继续研究怎么用羟基助剂去调控一氧化碳和二氧化碳转化的体系结构,还有活性位点是怎么变化的等等关键问题。他们打算给我国煤炭清洁利用和低碳化工的发展提供更多有利的技术支持。新闻来源是大连化学物理研究所和中国能源报2026年4月2日发布的。