中新網合肥5月13日電 (記者 吳蘭)二氧化碳加氫制備化學品是一種二氧化碳資源化利用的有效途徑。記者13日從中國科學技術大學獲悉，該校教授曾杰研究團隊開發出一種銅-碳化鐵界面型催化劑，實現了常壓條件下二氧化碳加氫高選擇性制備長鏈烯烴。
相關成果日前發表于國際學術期刊《自然-通訊》上。
長鏈烯烴在精細化工領域具有廣泛應用，例如用于合成洗滌劑、高辛烷值汽油、潤滑油、農藥、增塑劑生產等。目前，工業合成長鏈烯烴的普遍方法是基于乙烯的齊聚反應，而乙烯主要來自于石油資源。與之相比，利用可再生能源電解水制氫，再與二氧化碳反應直接制備長鏈烯烴，則會產生巨大的環境效益。
“電解制氫裝置在常壓條件下就可以工作，相應的，我們就需要開發出同樣能夠在常壓條件下進行二氧化碳加氫制長鏈烯烴的技術，以匹配電解產生的常壓氫氣，從而進行靈活的分布式串聯生產。”曾杰介紹說。然而，目前二氧化碳加氫制備長鏈烯烴多在高壓反應條件下進行。并且，根據勒夏特列原理，常壓不利于長鏈烯烴的形成。因此，實現二氧化碳常壓加氫制備長鏈烯烴仍然是一個巨大的挑戰。
二氧化碳加氫制備烯烴主要通過甲醇中間體和一氧化碳中間體路徑。由于低壓既不利于甲醇合成反應也不利于甲醇制烴反應，研究團隊選擇了一氧化碳中間體路徑，制備了具有銅-碳化鐵界面在常壓下工作的銅-鐵催化劑。對比于傳統鐵基催化劑，該催化劑對一氧化碳和甲烷的選擇性更低，對長鏈烯烴的選擇性更高。正是由于這種特殊的碳鏈增長方式，使得該催化劑在常壓條件下對長鏈烯烴的選擇性高達66.9%，甚至跟現有文獻報道的高壓反應條件下世界紀錄值(66.8%)相當。
審稿人認為，“能在常壓下實現二氧化碳加氫制備長鏈烯烴極具挑戰且很有新意。這項工作為開發二氧化碳的高值利用技術提供了一種新方案。”