攻克高碳排放難題！我國科學家在綠色催化技術上取得新突破

費托合成是化學工業(yè)中一項重要的催化反應技術,主要用于將合成氣（一氧化碳和氫氣的混合氣體）轉化為液體燃料或烯烴等高值化學品。我國科學家開發(fā)出一項新的催化調控技術，使費托合成過程幾乎不產生二氧化碳，還可大幅提升油品或烯烴的產率，為低碳化工制造提供了新策略。這項重要成果于30日晚在《科學》雜志上在線刊發(fā)。

 

  費托合成在煤炭、天然氣和生物質等碳資源制備油品和高值化學品過程中發(fā)揮著關鍵作用。一直以來，費托合成主要采用鐵基催化劑，這種具有低成本、高油品時空產率等優(yōu)勢的催化劑，目前占據全球三分之二以上的費托合成產能。然而，其最大短板是在反應過程中易產生大量二氧化碳，產率常高達30%，導致碳資源浪費。

 

  中國科學院山西煤炭化學研究所溫曉東教授團隊聯(lián)合北京大學馬丁教授團隊經研究發(fā)現，在合成氣中引入極其微量的鹵素化合物如溴甲烷、碘甲烷等，就能實現對鐵基催化劑表面反應路徑的精準控制，將生成二氧化碳的反應路徑關閉，使二氧化碳幾乎實現“零排放”。同時，采用該方法生成的高附加值烯烴比例提升至85%以上，超過行業(yè)平均水平。

 

  “這種調控方式完全不改變原有催化劑結構、無需更換設備，只需引入微量的鹵素化合物，就好像在烹飪中加入一滴‘分子級調味料’，就能實現‘動態(tài)調控’，‘關掉’副反應通道，提升反應的碳原子利用效率，具有極強的工程適應性。”溫曉東說。

 

  “費托合成是中國煤化工和合成氣化工的重要支柱，但其二氧化碳釋放的副產問題是制約其綠色升級的最大挑戰(zhàn)之一，以往方法最多只能把二氧化碳生成比例從30%降到10%。”馬丁說，團隊工作提供了一個簡單有效的技術解決方案，攻克了“費托合成高碳排放”的世界性難題，實現了綠色低碳的烯烴或油品生產，有望為我國煤化工過程的脫碳提供新的路徑。