王 野



二氧化碳直接高选择性合成液体燃料

王 野

(厦门大学化学化工学院，固体表面物理化学国家重点实验室，福建厦门 361005)

作为主要温室气体的CO2，也是一种自然界大量存在的“碳资源”，若能借助太阳能和风能等可再生能源获取电能分解水制得的氢气，将CO2转化为化学品或燃料，不仅能实现温室气体的减排，而且有助于解决对化石燃料的过度依赖以及可再生能源的存储问题1。作为一类高碳烃类化合物(C5–C11)，汽油是重要的运输燃料，在世界范围内应用广泛。然而，由于CO2分子的化学惰性，将其转化为含有两个以上碳原子的化合物仍然是一巨大的挑战2。

由CO2直接合成高碳烃的成功研究很少，这主要是缺乏有效的催化剂体系。现有的研究主要围绕改性的铁基费托催化剂开展，然而，受限于Anderson-Schulz-Flory (ASF)分布，费托产物中C5–C11组分的选择性最高为48%，同时CH4的选择性高达6%3。近年来，双功能催化在CO或CO2加氢转化中受到广泛关注。如厦门大学研究团队将费托合成催化剂与分子筛耦合，构建了CO加氢高选择性转化新体系，产物中汽油馏分和柴油馏分选择性分别达80%和65%，远高于按ASF分布预测值4,5。中科院大连化物所孙剑课题组通过铁基费托催化剂与分子筛耦合，实现了CO2加氢直接合成汽油，选择性达到78%6。此外，大连化物所包信和课题组与厦门大学王野课题组采用氧化物-分子筛复合催化剂，发展了不经费托途径的合成气直接转化制烯烃新路线，将低碳烯烃选择性从费托途径的理论极限值58%提高到70%以上7,8。……