Cu-Fe-katalysator letter omgivelsestrykkonvertering af CO2 til langkædede olefiner

Et forskerhold ledet af prof. Zeng Jie fra University of Science and Technology of China (USTC) udviklede en ny Cu-Fe-katalysator, der kan realisere produktionen af ​​langkædede olefiner med CO₂ hydrogenering under lavt tryk.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Nature Communications den 3. maj.

Langkædede olefiner spiller en væsentlig rolle i produktionen af ​​almindelige kemikalier såsom syntetiske smøremidler, højoktanbenzin og korrosionsinhibitorer.

Men de er generelt syntetiseret fra olieressourcer, hvilket ikke er miljøvenligt. Desuden eksisterende metoder for CO₂ hydrogenering til produktion af langkædede olefiner udføres for det meste under højt tryk.

I denne undersøgelse valgte forskerholdet CO-mellemvejen, inducerede Cu-steder med evnen til ikke-disassocieringsadsorption af CO og syntetiserede Cu-Fe-katalysatoren med kobber-jerncarbid-grænseflader, der arbejder under omgivende tryk. Cu-Fe-katalysatoren, der er sammensat af Cu, jernoxider og jerncarbider, kaldes aktiveret CuFeO₂ .

De fandt ud af, at den aktiverede CuFeO₂ opnåede langkædede olefiner-selektivitet på 66,9 % under 1 bar, hvilket oversteg den nuværende højeste selektivitet på 66,8 % under 35 bar.

Sammenlignet med den traditionelle jernbaserede katalysator viste Cu-Fe-katalysatoren lavere selektivitet for CO og methan og højere selektivitet for langkædede olefiner.

For at evaluere anvendeligheden af ​​den aktiverede CuFeO₂ , ændrede de rumhastigheden og forholdet mellem H₂ til CO₂ . Resultaterne viste, at de fremstillede katalysatorer kunne opnå god langkædet olefinselektivitet under forskellige rumhastigheder og forholdet mellem H2 og CO₂ , der angiver anvendeligheden af ​​aktiveret CuFeO₂ under en lang række forhold.

"Selvom aktiviteten af ​​katalysatoren faldt efter en lang reaktion, kan den genopfriskes ved en regenereringsproces, der øgede trykket," sagde prof. Zeng.

Desuden afslørede forskerne, at bortset fra C-C-koblingen gennem karbidprocessen på jerncarbid, skete CO-indsættelse også på kobber-jerncarbid-grænseflader for at forårsage kulstofkædevækst.

Som et resultat heraf kan en stor mængde udissocieret CO på overfladen af ​​katalysatoren udnyttes effektivt. Samarbejdet mellem carbidprocessen og CO-indsættelsesprocessen førte til den gode selektivitet af langkædede olefiner. + Udforsk yderligere

Opdagelse af en ny katalysator til højaktiv og selektiv carbondioxidhydrogenering til methanol