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研究概述

二氧化碳（CO₂）加氫轉(zhuǎn)化為烯烴（CTO）是實(shí)現(xiàn)碳中和的一條理想途徑。

然而，目前大多數(shù)CTO催化劑需要300-450 °C的高溫條件，導(dǎo)致了高能耗和活性位點(diǎn)之間可能聚集。

基于此，2024年11月19日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所孫劍研究員在國際期刊Angewandte Chemie International Edition發(fā)表題為《Low-temperature CO₂ Hydrogenation to Olefins on Anorthic NaCoFe Alloy Carbides》的研究論文。

在這里，研究人員開發(fā)了一種高鈉含量（7%）和低鈷含量（2%）改性的高效鐵基催化劑，在240 °C和1000 mL/g/h的條件下實(shí)現(xiàn)了22.0%的CO₂轉(zhuǎn)化率，烯烴選擇性達(dá)到55.9%，甚至在180 °C和4000 mL/g/h的烴類中烯烴含量超過25%時(shí)仍具有活性，且在連續(xù)運(yùn)行500小時(shí)的條件下保持穩(wěn)定。

大量的表征和密度泛函理論（DFT）計(jì)算揭示了高含量的鈉作為電子促進(jìn)劑增強(qiáng)了活性三斜Fe₅C₂相在低溫下的穩(wěn)定性。

研究人員進(jìn)一步將上述催化劑與鈷結(jié)合，作為結(jié)構(gòu)促進(jìn)劑，使Fe形成Fe_xCo_y合金相，從而有利于形成不同于常規(guī)碳化物和合金碳化物的更高活性的三斜(Fe_xCo_y)₅C₂相。

深入研究結(jié)構(gòu)和電子促進(jìn)劑的協(xié)同作用，可以改善催化劑性能，提高反應(yīng)效率和成本效益，并為理解和優(yōu)化CO₂加氫反應(yīng)提供深刻的見解。

圖文解讀

圖1：CO₂加氫催化性能及穩(wěn)定性

圖2：廢催化劑的形態(tài)和結(jié)構(gòu)研究

圖3：分子水平的機(jī)理和路徑

文獻(xiàn)信息

Low-temperature CO₂ Hydrogenation to Olefins on Anorthic NaCoFe Alloy Carbides,?Angewandte Chemie International Edition,?2024.?

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/11/21/a927615581/

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