Een onderzoeksteam onder leiding van prof. Zeng Jie van de University of Science and Technology of China (USTC) ontwikkelde een nieuwe Cu-Fe-katalysator die de productie van olefinen met lange ketens door CO₂ kan realiseren hydrogenering onder lage druk.

Het onderzoek is gepubliceerd in Nature Communications op 3 mei

Alkenen met lange ketens spelen een essentiële rol bij de productie van veelgebruikte chemicaliën zoals synthetische smeermiddelen, benzine met een hoog octaangehalte en corrosieremmers.

Ze worden echter over het algemeen gesynthetiseerd uit aardoliebronnen, wat niet milieuvriendelijk is. Bovendien zijn bestaande methoden van CO₂ De hydrogenering voor de productie van alkenen met lange keten vindt meestal plaats onder hoge druk.

In deze studie koos het onderzoeksteam de CO-intermediaire route, induceerde Cu-sites met het vermogen van niet-disassociatie-adsorptie van CO, en synthetiseerde de Cu-Fe-katalysator met koper-ijzercarbide-interfaces die onder omgevingsdruk werkten. De Cu-Fe-katalysator, bestaande uit Cu, ijzeroxiden en ijzercarbiden, wordt geactiveerd CuFeO₂ genoemd. .

Ze ontdekten dat de geactiveerde CuFeO₂ bereikte een selectiviteit voor olefinen met lange keten van 66,9% onder 1 bar, wat de huidige hoogste selectiviteit van 66,8% onder 35 bar overtrof.

Vergeleken met de traditionele katalysator op ijzerbasis, vertoonde de Cu-Fe-katalysator een lagere selectiviteit voor CO en methaan en een hogere selectiviteit voor alkenen met lange keten.

Om de toepasbaarheid van de geactiveerde CuFeO₂ . te evalueren , veranderden ze de ruimtesnelheid en de verhouding van H₂ naar CO₂ . De resultaten toonden aan dat de bereide katalysatoren een goede selectiviteit voor olefinen met lange keten konden bereiken bij verschillende ruimtesnelheden en de verhouding van H2 tot CO₂ , wat de toepasbaarheid aangeeft van geactiveerd CuFeO₂ in een breed scala van omstandigheden.

"Hoewel de activiteit van de katalysator na een lange reactie afnam, kan deze worden ververst door een regeneratieproces dat de druk verhoogt", zegt prof. Zeng.

Bovendien onthulden de onderzoekers dat behalve de C-C-koppeling door het carbideproces op ijzercarbide, CO-insertie ook plaatsvond op koper-ijzercarbide-interfaces om koolstofketengroei te veroorzaken.

Als resultaat kan een grote hoeveelheid niet-gedissocieerd CO op het oppervlak van de katalysator efficiënt worden gebruikt. De samenwerking van het carbideproces en het CO-invoegproces leidde tot de goede selectiviteit van alkenen met lange keten. + Verder verkennen

Ontdekking van een nieuwe katalysator voor zeer actieve en selectieve hydrogenering van kooldioxide tot methanol