近日，中國科學(xué)大連化學(xué)物理研究所碳資源小分子與氫能利用創(chuàng)新特區(qū)研究組研究員孫劍、研究員葛慶杰團(tuán)隊(duì)在CO2加氫合成高附加值化學(xué)品研究方面取得新進(jìn)展，利用Na-S協(xié)同改性鐵催化劑，實(shí)現(xiàn)了CO2催化加氫直接合成高碳醇。
高碳醇(C2+OH)是合成精細(xì)化學(xué)品的重要原料，目前主要通過石油化工路線獲得，該路線能耗較高且環(huán)境不友好。在當(dāng)前碳達(dá)峰碳中和的國家戰(zhàn)略背景下，以CO2為碳源，通過催化加氫直接合成高碳醇，對滿足能源需求具有重要意義。鐵基催化劑因其在逆水氣變換及費(fèi)托合成反應(yīng)中的催化活性被廣泛用于CO2加氫轉(zhuǎn)化研究中，但其較強(qiáng)的CO解離能力使單金屬鐵催化劑通常難以作為催化高碳醇合成的有效催化劑。
該工作提出了一種Na-S協(xié)同改性的鐵催化劑，可在較為溫和的反應(yīng)條件下實(shí)現(xiàn)與FeCu、FeRh等復(fù)合金屬催化劑相當(dāng)?shù)母咛即际章?。Na和S對Fe位點(diǎn)電子性質(zhì)的作用與耦合，使得在單一金屬相上實(shí)現(xiàn)了CO解離與非解離吸附能力的匹配，為高碳醇合成催化劑的設(shè)計(jì)提供了新思路。
相關(guān)成果以Monometallic Iron Catalysts with Synergistic Na and S for Higher Alcohols Synthesis via CO2 Hydrogenation為題于近日發(fā)表在《應(yīng)用催化B：環(huán)境》(Appl. Catal. B: Environ.)上。該工作得到國家自然科學(xué)基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“變革性潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范”、興遼英才青年拔尖人才等項(xiàng)目的支持。
