催化劑在化學(xué)工業(yè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。我國科研團隊在煤基合成氣（一氧化碳和氫氣的混合氣）直接轉(zhuǎn)化為低碳烯烴領(lǐng)域研發(fā)出新型催化劑（OXZEO雙功能催化劑），讓催化反應(yīng)更加高效精準(zhǔn)，助力煤化工產(chǎn)業(yè)更加綠色、高效發(fā)展。

 

記者從中國科學(xué)院獲悉，該研究由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所潘秀蓮研究員、包信和院士研究團隊與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究團隊合作完成，相關(guān)成果19日在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表。

 

“催化反應(yīng)是在催化劑的加速下，將原料（反應(yīng)物）轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品（目標(biāo)產(chǎn)物）的過程。我們希望反應(yīng)物能夠盡可能多地被轉(zhuǎn)化（高轉(zhuǎn)化率），而且盡可能精準(zhǔn)地轉(zhuǎn)化成為我們需要的目標(biāo)產(chǎn)物、減少副產(chǎn)品（高選擇性）。”潘秀蓮介紹，然而，大多數(shù)情況下，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性往往此消彼長。實現(xiàn)高轉(zhuǎn)化率和高選擇性兼得，一直是催化研究工作者努力的方向。

 

據(jù)介紹，2016年，潘秀蓮、包信和團隊在研究煤基合成氣直接轉(zhuǎn)化為低碳烯烴過程中，成功創(chuàng)制了OXZEO催化體系，在國際上首次實現(xiàn)了一氧化碳轉(zhuǎn)化率為17%時，低碳烯烴選擇性高達80%，突破了該領(lǐng)域經(jīng)典費托技術(shù)路線58%的選擇性理論極限，同時具有低耗水和低碳排放的優(yōu)勢。

 

此后，研究團隊潛心研究、持續(xù)創(chuàng)新，創(chuàng)制了新一代OXZEO雙功能催化劑，在保持低碳烯烴選擇性大于80%（最高為83%）的條件下，一氧化碳的單程轉(zhuǎn)化率最高達到85%，并實現(xiàn)了低碳烯烴收率達48%的國際最好水平。

 

“未來該技術(shù)將進一步與利用可再生能源制備的綠氫相結(jié)合，發(fā)展出我國獨創(chuàng)的低耗水、低碳排放的新型煤化工體系，助力保障國家能源、資源安全和‘雙碳’目標(biāo)的實現(xiàn)。”包信和說。