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行业资讯 科技创新 上海高研院在二氧化碳加氢制长链α-烯烃方面取得重要进展
上海高研院在二氧化碳加氢制长链α-烯烃方面取得重要进展
  发布日期:2024-08-20

线性α-烯烃(linear alpha olefins, LAOs)是双键位于分子链端部的直链烯烃,在工业生产中通常指代C4+的长链端位烯烃。根据碳链的长度不同,LAOs产品通常具有不同的工业用途,如C4–C8通常作为高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和聚烯烃弹性体  的共聚单体;C8–C12可以用作基础润滑油以及烷基苯合成等;C12–C16多用于洗涤剂、香料的生产或三次采油。世界LAOs总产能约500万吨,而我国C6+部分的LAOs产能占比不足其2%,C8+部分的LAOs则几乎完全依赖进口。以CO2为碳源,将其转化为长链α-烯烃,不仅有助于解决温室效应  所引起的环境问题,还可以缓解人类社会对化石能源的依赖并创造经济价值。目前,关于CO2加氢制备烯烃的催化剂研究大多集中于低碳烯烃(C2–C4),而关于合成长链烯烃(C4+),尤其是关于直链α-烯烃的研究极少。

针对以上问题,中国科学院上海高等研究院(以下简称“上海高研院”)高鹏研究员团队,采用反应耦合策略,在高温甲醇合成催化剂的基础上(Sci. Adv.2020, 6, eaaz2060; Sci. China Chem. 2024, 67, 1715; Ind. Eng. Chem. Res. 2024, 63, 9026),引入碳链增长活性位(碳化铁)实现了多碳产物的直接合成,在铁基催化剂上率先实现从甲醇到多碳产物的选择性合成(Chem, 2024, 10, 2245),进一步通过物相调控促进烯烃由铁向氧化锌转移抑制二次加氢,提高了烯烃尤其是C5+烯烃选择性(Appl. Catal. B: Environ.2023, 321, 122050)。围绕应用,铁锌催化剂寿命评价超8000小时并完成单管验证,具备进一步工业中试条件。近期,团队开发了FeMnK催化体系,系统探究了Mn和K助剂含量的影响,实现长链α-烯烃的高效合成并揭示了反应机理,研究成果以“Direct carbon dioxide hydrogenation to long-chain α-olefins over FeMnK catalysts”为题发表在Applied Catalysis B: Environment and Energy。

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