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  【每周推荐21-21期】一种由二氧化碳直接加氢制备液体烃的方法

技术背景:
        二氧化碳加氢合成液体烃通常需要经历级联催化,即二氧化碳先经逆水煤气反应得到一氧化碳,然后一氧化碳再经费托反应生成长链烃。这个反应路线存在内在的缺点。首先,复杂的催化剂需要用来调控各步级联反应,而且反应通常需要在较高的温度(通常高于300℃)下进行。其次,逆水煤气反应是平衡反应,它限制了原位产生的一氧化碳的分压,因此限制了其后费托合成反应的选择性。为了得到较好的反应结果,通常需要额外的重整催化剂。再次,大量有毒的一氧化碳副产物是不可避免的, 通常占到总产物的20-45%。虽然在有的情况下,甲醇可以作为中间物种来由二氧化碳氢化反应在较高温度下合成液体烃,大量的一氧化碳副产物仍然无法避免。铁基催化剂可以同时催化逆水煤气和费托合成反应。因此铁基催化剂是目前由二氧化碳和氢气合成较长链烃的主要催化剂,通常多用来制备烯烃。最近,科学家们利用Na?Fe3O4/HZSM-5多功能催化剂在320℃通过二氧化碳氢化反应合成汽油上取得了重要进展。同时,In2O3/HZSM-5双功能催化剂也被报道在340℃转化二氧化碳和氢气生成液体燃料中具有优异的性 能。尽管如此,一氧化碳作为不可避免的中间物种和/或主要副产物仍然是一个难题。因此开发能够避免一氧化碳的新型的催化剂是当前的科学界和产业界所亟需的。

技术优势:
        钴基双金属催化剂,具有优良的循环使用性能, 液体烃的制备是在催化剂的作用下经二氧化碳直接加氢合成,反应条件温和,高效;且反应不经过一氧化碳中间物种,并且由二氧化碳直接加氢制备得到液体烃,液体烃中也几乎没有一氧化碳副产物。

主要优点:
        催化剂具有优良的循环使用性能,该反应在钴基双金属催化剂的作用下能在温和的条件下高效地进行,反应不经过一氧化碳中间物种,并且由二氧化碳直接加氢制备得到液体烃, 液体烃中也几乎没有一氧化碳副产物。该路径采用廉价易得、无毒且可循环的原料,具有重要的商业价值,同时对解决日益严重的环境和资源问题具有重要意义。

发明专利(授予)

碳减排→二氧化碳捕获与利用→二氧化碳应用