近日，国家能源集团北京低碳清洁能源研究院王鹏、门卓武团队联合荷兰埃因霍芬理工大学 Emiel J. M. Hensen 教授团队在“Nature”上报道了题为“Efficient conversion of syngas to linear α-olefins by phase-pure χ-Fe5C2”的最新研究成果。
石油长期以来一直是生产燃料和化学品的主要原料，而煤炭、天然气和生物质正在逐渐成为替代品。虽然用于燃料生产的商业费托技术已经建立，但获取有价值的化学品仍具挑战。一个典型的例子是直链α-烯烃（LAOs），它是目前通过乙烯齐聚获得的重要化学中间体。目前商业化的高温费托工艺和开发中的费托制烯烃工艺均将合成气直接转化为 LAO，产生大量CO2，碳利用效率较低。在此，研究团队表明，使用原始相纯 χ-碳化铁可以最大限度地减少上述合成气转化问题：针对 FT 转化为 LAO 的过程进行定制和优化，该催化剂在290°C 下的活性比专用的费托到烯烃催化剂在320 °C 以上所能达到的活性高 1-2 个数量级，可稳定 200 小时。采用原位穆斯堡尔谱表征技术，密切监测工业相关条件下活性相的形成和演化，确保最佳催化性能。
要点1. 基于相纯 χ-Fe5C2 的新型催化系统设计：与传统铁催化剂不同，“纯相 χ-Fe5C2”不含氧化铁相，以 Raney Fe 为前驱体，通过精确控制预处理和碳化条件，首次合成了 100% 的纯相 χ-Fe5C2。消除可能催化不良副反应的竞争性氧化铁相；添加锰促进剂提高 LAO 等所需产品的选择性，因而催化剂活性极高。
Wang, P., Chiang, FK., Chai, J. et al. Efficient conversion of syngas to linear α-olefins by phase-pure χ-Fe5C2. Nature (2024).
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08078-5
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●美国加州理工学院Nat. Commun | 穆斯堡尔谱研究地核-地幔边界压力下FeO的熔化和缺陷转变
