韓布興/錢慶利Chem:均相催化與多相催化耦合用於CO2加氫合成液體燃料

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CO2加氫合成液體燃料（C5+烴）一般涉及多相催化劑上逆水煤氣變換（RWGS）和費託合成（FTS）反應的級聯催化。由於級聯反應的熱力學限制，已報導的多相催化劑通常存在溫度高（300 ℃以上）和選擇性低的問題。如果用均相催化劑在低溫下有效地加速RWGS反應，則有望克服上述熱力學限制的問題。

有鑑於此，中科院化學研究所韓布興院士，錢慶利副研究員報導了在間歇反應器中通過均相催化的RWGS反應和多相催化的FTS反應進行耦合，可用於高效CO2加氫合成液體燃料。

 本文要點

要點1. 研究發現，在1-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）溶劑中，以LiCl為助催化劑，LiI為促進劑，由RuCl3-Ru0-LiCl-LiI和NMP組成的催化體系表現出優異的催化性能。反應在180 ℃下進行，遠低於其他文獻報導的溫度。同時，液體烴（C5-C28 n-烷烴）的選擇性可達71.1%。此外，反應周轉頻率（TOF）高達9.5 h-1，與Ru0催化劑上FTS反應的最佳水平相當。同時，所獲得的產物均為正構烷烴，最終產物中沒有檢測到CO。

要點2. 詳細的研究表明，均相催化和多相催化的協同作用是獲得優異催化性能的關鍵。

研究工作首次實現了將均相催化和多相催化相結合，用於CO2加氫生產液體燃料。

 

Cui et al., Liquid fuel synthesis via CO2 hydrogenation by coupling homogeneous and heterogeneous catalysis, Chem (2020)

DOI：10.1016/j.chempr.2020.12.005

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.12.005

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