在“雙碳”目標背景下，二氧化碳催化加氫合成燃料和化學品是二氧化碳資源化利用的重要途徑。而烯烴是現代化學工業的基石，其中低碳烯烴（乙烯、丙烯和丁烯）是基本的化工原料，具有重要的研究意義。
近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員孫劍、研究員葛慶杰和副研究員位健團隊在二氧化碳（CO2）加氫合成烯烴研究中取得系列新進展。團隊分別通過構建Co–Fe合金碳化物催化劑體系和NaFeZr–MOR分子篩催化劑體系，實現了CO2催化加氫過程中低碳烯烴產物的高效合成，并揭示了該過程中催化劑活性位的動態演變歷程和動態限域效應。兩篇研究成果先后發表在《應用催化B：環境》上。
傳統的烯烴合成方法主要依賴于化石資源，而CO2催化加氫合成烯烴則是一條綠色環保的路線。鐵基催化劑在CO2加氫反應中對烯烴合成具有較高的選擇性，其成本低廉，但活性較低且烯烴產物分布較寬，限制了其工業應用。因此，如何設計更有效的催化CO2加氫合成烯烴的催化劑已成為該領域中的研究熱點之一。
本系列工作中，團隊通過一系列表征手段系統闡述了Co–Fe雙金屬催化劑在CO2加氫過程中的動態結構演變歷程，揭示了反應過程中形成的χ-(CoxFe1-x)5C2合金碳化物相是該催化劑上烯烴生成的主要活性位。該物相的形成受到催化劑前驅體中Co/Fe組成和二者親密度的影響，其含量以及合金化程度對于烯烴的高選擇性合成至關重要，并且該催化劑可在高空速條件下實現較高的烯烴時空收率。
同時，團隊還通過設計NaFeZr–MOR復合催化劑，發現了CO2加氫反應過程中低碳烯烴產物選擇性隨時間變化的現象，其本質是由催化劑中ZrO2載體和MOR分子篩的孔道對產物分子的動態限域效應引起的。而反應過程中隨著分子篩孔道內輕質碳物種向重質碳物種的演化，孔道會逐步縮小。這抑制了C5+等較大烴類分子的擴散，但對低碳烴的擴散影響較小，從而提升了低碳烯烴選擇性。
上述工作對于設計CO2加氫高效合成烯烴催化劑提供了新思路，加深了對催化活性位結構演變和限域效應的認識。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122476；https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122506
中國華能16日宣布，我國首個將熔鹽儲能與二氧化碳發電結合的示范項目“睿碳號”，當日在華能山東八角電廠開工。這是目前國內規模最大的同類工程，首期建設1臺50兆瓦超臨界二氧化碳發電機組，配套100兆瓦/4......
在全球氣候變暖壓力日益加劇的背景下，如何安全、高效地封存二氧化碳已成為全球科研攻關的重點課題。近日，清華大學深圳國際研究生院副教授殷振元團隊的最新成果發表于《碳捕集科學與技術》。研究團隊創新性地選用一......
高溫高壓、有機溶劑、金屬催化劑——這些工業界費盡心力仍難以擺脫的“標配”，一種深海真菌在水溶液中就悄然完成了。它究竟藏著怎樣的秘密？9月1日，《美國化學會志》在線刊發了中國科學院南海海洋研究所研究員閆......
2026年7月16日，海南醫科大學2026年熱帶轉化醫學教育部重點實驗室設備購置項目（項目編號：HXY2026-105）結果出爐，項目總中標金額9315027元。其中，Esco（益世科生物）生物安全柜......
乙烯是現代化學工業中最重要的大宗化學品之一。目前工業乙烯主要依賴化石烴高溫蒸汽裂解制備，該過程能耗高、碳排放強度大。相比之下，利用可再生電力驅動二氧化碳電還原反應合成乙烯，有望實現“二氧化碳資源化利用......
近日，西安交通大學化學工程與技術學院教授費強團隊成功構建太陽能驅動的生物光催化耦合系統，實現將甲烷和CO2協同轉化為4-羥基苯甲酸和氫氣，為分散式一碳資源高值化利用、碳減排與可再生能源開發提供了全新技......
近日，我所氫能與先進材料研究部碳資源小分子與氫能利用研究組（DNL1905組）劉岳峰研究員等與成都大學康輝特聘研究員、太原理工大學章日光教授、意大利墨西拿大學GabrieleCenti教授等團隊合作，......
澳大利亞科學家的一項新研究發出警示：隨著大氣二氧化碳（CO2）濃度持續升高，人體血液中的CO2水平也在悄然攀升。如果這一趨勢不加遏制，幾十年內，一項關鍵血液指標可能逼近健康警戒線。相關論文發表于《空氣......
圍繞低碳領域溫室氣體資源化利用核心課題，中國科學院上海高等研究院攜手上海華誼能源化工有限公司、上海華誼工業氣體有限公司，以“產學研用”協同攻關模式，在上海化學工業區建成全球首套高壓甲烷-二氧化碳干重整......
大氣中二氧化碳含量過高是導致氣候變化的主要因素。同時，二氧化碳濃度上升能夠促進植物加速生長，從而吸收更多的碳，并有可能減緩全球變暖進程。然而，這種益處的實現取決于植物能否獲得足夠的氮元素，后者是植物生......