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新華社北京5月19日電(記者張泉、王瑩)催化劑在化學工業中發揮著至關重要的作用。我國科研團隊在煤基合成氣(一氧化碳和氫氣的混合氣)直接轉化為低碳烯烴領域研發出新型催化劑(OXZEO雙功能催化劑),讓催化反應更加高效精準,助力煤化工產業更加綠色、高效發展。
記者從中國科學院獲悉,該研究由中國科學院大連化學物理研究所潘秀蓮研究員、包信和院士研究團隊與中國科學技術大學研究團隊合作完成,相關成果19日在國際學術期刊《科學》在線發表。
OXZEO雙功能催化劑。(中科院大連化物所供圖)
“催化反應是在催化劑的加速下,將原料(反應物)轉化為產品(目標產物)的過程。我們希望反應物能夠盡可能多地被轉化(高轉化率),而且盡可能精準地轉化成為我們需要的目標產物、減少副產品(高選擇性)?!迸诵闵徑榻B,然而,大多數情況下,反應物的轉化率和目標產物的選擇性往往此消彼長。實現高轉化率和高選擇性兼得,一直是催化研究工作者努力的方向。
據介紹,2016年,潘秀蓮、包信和團隊在研究煤基合成氣直接轉化為低碳烯烴過程中,成功創制了OXZEO催化體系,在國際上首次實現了一氧化碳轉化率為17%時,低碳烯烴選擇性高達80%,突破了該領域經典費托技術路線58%的選擇性理論極限,同時具有低耗水和低碳排放的優勢。
OXZEO雙功能催化劑打破煤基合成氣制低碳烯烴反應中轉化率-選擇性的“蹺蹺板”。(中科院大連化物所供圖)
此后,研究團隊潛心研究、持續創新,創制了新一代OXZEO雙功能催化劑,在保持低碳烯烴選擇性大于80%(最高為83%)的條件下,一氧化碳的單程轉化率最高達到85%,并實現了低碳烯烴收率達48%的國際最好水平。
“未來該技術將進一步與利用可再生能源制備的綠氫相結合,發展出我國獨創的低耗水、低碳排放的新型煤化工體系,助力保障國家能源、資源安全和‘雙碳’目標的實現?!卑藕驼f。

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