近日，我所潘秀蓮研究員、包信和院士帶領團隊在合成氣定向轉(zhuǎn)化方面取得新進展，相關結(jié)果發(fā)表在《德國應用化學》(Angewandte Chemie-International Edition)上。
C-C偶聯(lián)的精準調(diào)控一直是C1化學最核心也是最具挑戰(zhàn)性的問題，是煤和天然氣高效利用的關鍵。該團隊近年來提出了OX-ZEO催化劑設計概念，通過部分還原的金屬氧化物和分子篩耦合的納米復合雙功能催化劑，使合成氣化學中CO活化與C-C偶聯(lián)這兩個關鍵步驟有效分離，已經(jīng)實現(xiàn)了高選擇性地生成C2=-C4=混合低碳烯烴(Science，2016; ACS Catalysis，2017; ACS Catalysis，2019)、乙烯(Angew. Chem. Int. Ed.，2018)和芳烴(Chemical Communications，2017; Journal of Energy Chemistry，2019)。
該團隊進一步利用一維十元環(huán)直通孔道分子篩的限域擇型作用調(diào)變了反應產(chǎn)物，可將合成氣一步轉(zhuǎn)化制備出高品質(zhì)汽油。當CO轉(zhuǎn)化率為20%時，烴類產(chǎn)物中汽油的選擇性高達77%，高于Anderson-Schulz-Flory(ASF)分布中汽油最高選擇性(48%)。更重要的是，汽油中異構(gòu)烷烴含量高，研究法辛烷值(RON)達92(辛烷值是反映燃料抗爆性能的數(shù)字指標，辛烷值越高代表燃料抗爆性能越好，經(jīng)過傳統(tǒng)低溫費托合成獲得的汽油的RON大約是35-43)，且其中芳烴含量降至16%，低于國標中限定的芳烴含量(<35%)。
該研究成果為合成氣直接制高品質(zhì)汽油的發(fā)展提供了新的研究思路與重要的科學依據(jù)，也再次驗證了OX-ZEO催化劑設計概念具有一定普適性，開拓了煤經(jīng)合成氣轉(zhuǎn)化制化學品的新戰(zhàn)略、新途徑。
該工作得到國家科技部、自然科學基金委員會，以及中科院的資助。
