2月5日，Science(《科学》)在线发表了武汉大学动力与机械学院、工业科学研究院定明月教授团队在合成气催化转化领域的最新研究成果。该研究发展了一种新型Fe基复合催化剂，高效抑制了二氧化碳副产物的生成，实现了合成气高选择性、高收率直接制取烯烃。

通过费-托合成反应可将煤经合成气(一氧化碳和氢气)转化为液体燃料和高碳化学品，该技术已主导煤化工领域近百年。然而该过程通常发生水煤气变换反应，产生大量的二氧化碳，并消耗大量的水，导致后续能耗大幅增加。另外，费-托合成反应是强放热反应，容易导致甲烷副产物的生成，降低高碳产品的收率。为此，在费-托合成过程中约50%一氧化碳转化成了二氧化碳(约40%)和甲烷等C1副产物，碳原子利用效率低下，严重降低了能源效益和经济效益。如何高效降低二氧化碳、甲烷等C1副产物生成，提高特定烃类产品的选择性在国际能源化工界一直是一个巨大的挑战。

定明月课题组创造性发展了一种新型疏水性FeMn@Si催化剂，在工业反应条件下，实现了合成气高选择性直接制取烯烃，二氧化碳和甲烷等C1副产物显著降低到22.5%以下，烯烃选择性可达65%(烯烃中高附加值α-烯烃选择性可达81%以上)，烯烃产率高达36%以上。

研究发现，FeMn@Si催化剂表面二氧化硅疏水层可保护碳化铁活性相免受水的氧化，并保持碳化铁活性相处于良好的稳定状态。与此同时，催化剂表面疏水层阻止了水进入核层反应区域，进而抑制了水煤气变换反应的进行，显著降低了二氧化碳副产物的生成。……