我所李燦院士,李澤龍博士等人在CO2催化加氫制備低碳烯烴方面取得新進展:實現了串聯式催化劑體系上直接將CO2高選擇性的轉化為低碳烯烴。近日,該研究成果在ACS Catalysis (ACS Catal. 2017, 7, 8544-8548)上發表。
李燦團隊長期致力于太陽能光催化、光電催化、電催化分解水制氫和CO2轉化工作。利用清潔能源制H2和CO2加氫直接轉化為低碳烯烴,是將溫室氣體CO2資源化利用的一條重要途徑。低碳烯烴(乙烯、丙烯、丁烯)是有機材料合成的最重要和最基本的化工原料。傳統的合成方法主要是石腦油的裂解和煤經甲醇制備,均需要依賴化石資源(石油和煤)。因此,利用CO2轉化為具有高附加值的低碳烯烴,既可以實現CO2碳資源化利用,又可以起到減排CO2作用,具有重要的戰略意義。然而,CO2在熱力學上是比較惰性的分子,實現CO2的活化和高選擇性的轉化存在較大的困難和挑戰。
本工作中,李燦研究團隊構建了ZnZrO固溶體氧化物/Zn改性SAPO分子篩串聯催化劑(tandem catalysts)。該催化劑(ZnZrO/SAPO)在接近工業生產的反應條件下,烴類中低碳烯烴的選擇性達到80-90%,并且具有較好的穩定性和抗硫中毒性能。實現CO2高效轉化為低碳烯烴的關鍵是串聯催化劑體系的構建。該團隊發現在ZnZrO固溶體氧化物上CO2加氫可高選擇性的合成甲醇(該工作近期在Science Advances上發表),在此基礎上將ZnZrO固溶體氧化物與SAPO催化劑串聯實現CO2直接加氫制備低碳烯烴。紅外光譜和同位素實驗表明CO2和H2在ZnZrO固溶體氧化物上被活化生成CHxO中間物種,中間物種從ZnZrO表面遷移到分子篩孔道中,進而完成碳碳鍵的生成。串聯催化劑之間的協同機制以及關鍵中間物種CHxO的表面遷移實現了CO2加氫直接到低碳烯烴反應在熱力學和動力學上的耦合。該技術的實現為CO2轉化拓展了新的思路,同時也為低碳烯烴的合成開辟了新的路徑。
該工作得到了中科院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金、大連化物所甲醇轉化與煤代油新技術基礎研究專項以及博士后相關基金的資助。
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......
12月20日,記者從中核集團獲悉,當天,全球首臺商用超臨界二氧化碳發電機組“超碳一號”在貴州六盤水首鋼水鋼集團成功商運。這是全球范圍內首次將超臨界二氧化碳余熱發電技術從實驗室推向商業落地,有助于突破世......
借助綠色氫氣將二氧化碳轉化為乙醇、航空煤油等可持續燃料。乙醇是化工基礎原料及高能量密度的清潔燃料,廣泛應用于日常生活和化工生產過程中。但是,相關的乙醇合成催化劑研發工作面臨挑戰。前期,中國科學院上海高......
近日,中國科學院大連化學物理研究所研究員王峰團隊聯合意大利里雅斯特大學教授PaoloFornasiero等,在光催化氫氣異裂領域取得新進展,實現了常溫下氫氣異裂。加氫反應是化學工業中的重要反應之一,約......