合成气制高碳含氧化合物突破选择性挑战

中化新网讯 合成气直接转化制高级含氧化合物面临诸多挑战,难以同时实现温和反应条件下高的CO转化率、优异的醇类高级含氧化合物(ROH)选择性和较低的C1(CO₂、CH₄等)副产物。日前,中科院山西煤炭化学研究所房克功和怀柔实验室山西研究院孙予罕合作团队开发出了CuxPd1/SiO|CoMn多功能催化剂,通过精确控制活性位点的空间排布和中间体的迁移路径,成功克服了这一根本性挑战,其中制备优化的Cu28Pd1/SiO|CoMn催化剂在温和反应条件实现CO单程转化率27.3%,ROH的摩尔选择性44.4%, C2+以上高碳醇含量在95.4%,CO和CH选择性分别降低至6.4%和5.7%。

 

640.png

图催化剂的结构表征

将合成气直接转化为醇类高级含氧化合物(C+OH,醇或醛)具有重要的市场价值,然而该反应网络极其复杂,涉及H/CO活化、C-C耦合和水煤气变换反应等,面临诸多技术挑战,难以同时实现温和反应条件下高的CO转化率、优异的醇类高级含氧化合物(ROH)选择性和较低的C1(CO、CH等)副产物。采取双活性位催化剂设计、串联催化剂,尽管在一定程度上提高了ROH的选择性,但依然存在温和反应条件下CO转化率低和大量C1副产物的弊端,需要要进一步开发温和反应条件下优异活性和ROH选择性及高碳效的新型合成气制高级醇类含氧化合物催化剂。

团队开发合成的CuxPd1/SiO|CoMn多功能催化剂,通过氢溢流介导的空间解耦过程,实现了高CO转化率和ROH选择以及低C1副产物生成的优异反应性能,催化剂PdCu单原子合金和Co0-CoC双活性位点结构。 PdCu单原子合金的氢溢流效应,促进H2的活化及CO₂加氢产物的生成,提高了CO的转化率和ROH选择性,抑制CO和CH₄的生成,提高C5+以上醇含量。

据了解,这次研发新进展明确了合成气直接制醇类高级含氧化合物的催化作用机制,中科院山西煤炭化学研究所房克功研究员介绍,在反应过程中PdCu单原子合金产生的CHxO*(含氧碳氢基团)表面物种迁移至Co0-CoC界面, 并与其表面丰富的CHx*(碳氢活性基团物种)耦合,经进一步加氢生成C+醇类高级含氧化合物。研究明确提出在该类催化剂表面,合成气转化反应网络中同时存在CO*/CHxO*(含氧碳氢基团)两种插入机理,并且CHxO*的插入能垒更低,从而有力促进了醇类高级含氧化合物的选控合成,并进一步抑制C1副产物的生成。

 

 


相关推荐

盐湖中试基地:​让“试验田”成为“丰产田”

中化新网讯4月20日,从青海盐湖工业股份有限公司获悉,在察尔汗盐湖腹地,一片老厂区悄然焕新,变成了盐湖产业技术科研的摇篮——盐湖中试基地。据悉,该中试基地由青海盐湖工业股份有限公司技术创新研究院牵.....

2026-04-21     中化新网

张家港市化工分析与质量检测管理人员研学活动圆满落幕

4月17日~18日,由张家港市化工行业协会主办,张家港市金典软件有限公司、江苏华屹检测技术有限公司协办的“化工分析与质量检测管理人员研学”活动落幕。来自华昌集团、长顺集团、国泰华荣、威迪森、霍尼韦尔、...

2026-04-21     中化新网

三项腐植酸生态科技成果国际先进

中化新网讯4月20日,从中国石油大学(华东)获悉,由该校田原宇教授团队联合西安石油大学、青岛和研科技有限责任公司、秦皇岛三农现代机械设备有限公司等单位完成的“难溶性钾矿连续高压活化创制腐植酸钾肥技术....

2026-04-21     中化新网

让秸秆换个“燃”法

  我国每年会产生超过10亿吨的秸秆,这些秸秆曾被视为农业废弃物,需焚烧处理,不但污染环境,而且浪费资源。如果这些秸秆被转化为液体燃料,则可“变废为宝”。在近日举行的2026中关村论坛年会平行论坛“企...

2026-04-20     中国化工报

万华福建煤浆提浓降耗项目通过验收

  近日,万华化学(福建)有限公司造气装置煤浆提浓降耗增效技改项目顺利通过验收。

2026-04-20     中国化工报

北化大举行专项奖学金颁奖典礼

  4月16日,北京化工大学举行2024—2025学年专项奖学金颁奖典礼(材料专场)。光轩新材料专项奖学金新增签约仪式同日举行。

2026-04-20     中国化工报