李微雪

中国科学技术大学化学与材料科学学院，合肥微尺度物质科学国家研究中心，合肥 230026

Mn、Na助剂促进铁基催化剂上CO2高效转化制备烯烃。

CO2在铁基催化剂上经过RWGS和FTS两步偶联反应可以被有效的转化为烯烃1,2，Na和Mn常被用作助剂添加到铁基催化剂中以改善反应的活性和产物的选择性。之前的研究认为Na和Mn都具有稳定铁基催化剂中Fe5C2相的作用，其中，前者被认为是电子助剂，通过提高催化剂表面电子密度来促进CO2的吸附和烯烃产物的脱附，从而达到高的烯烃和长链烃选择性3,4；后者则被认为是结构助剂，能促进铁的分散，但同时会抑制碳链的增长而使长链烃选择性降低5,6。然而，受反应过程的复杂性和催化剂组分的多样性限制，它们对于催化反应性能和机理的影响至今仍然存在着较大的争议。Fe3O4和Fe5C2分别被认为是RWGS和FTS反应的活性相7,8，在CO2加氢转化到烯烃的过程中，两种活性相的比例、本征活性及相互协同的作用直接影响着产物中CO、CH4以及C2+烯烃产物的选择性，因此对两种活性相的合理调控是获得高活性和烯烃选择性的关键。

由于产物和偶联反应本身的复杂性，在以往的研究工作中，人们更倾向于从反应结果入手，分析助剂对催化剂反应性能的影响，以至于对反应过程的理解欠缺，且这种方法常常只能采用单一变量，忽略了多种组分间的互相影响和协同作用，对活性金属的结构差异也缺乏进一步的认知。北京大学马丁教授课题组与厦门大学王帅教授课题组在近期的研究工作中首次借助动力学研究方法对偶联反应进行解构，通过反应行为的差异判断出不同助剂对反应进程的影响。……