大连化物所实现二氧化碳直接加氢制取芳烃
2018-9-13 10:11:32
大规模利用化石资源给人类社会带来空前繁荣，然而大量排放的二氧化碳温室气体也威胁着我们的生存环境。利用太阳能、风能等可再生能源产生的电能制取氢气，并将二氧化碳转化成高附加值的燃料和大宗化工品，可同时起到储存、利用二氧化碳与可再生能源的作用。日前，中科院大连化物所甲醇制烯烃国家工程实验室刘中民院士、朱文良研究员、倪友明副研究员研究团队设计了一种新型催化剂，成功实现二氧化碳直接加氢制取芳烃，该工作以研究论文形式发表在《自然通讯》（Nature Communications）上，还探讨了抑制逆水煤气变换反应及优化产物分布策略。
二氧化碳加氢转化一般需要在高温、高压、高氢气比例及金属催化剂上进行。此前，科研人员在此条件下已实现二氧化碳向多种一碳化合物的转化，如二氧化碳加氢制取甲烷、甲醇、二甲醚、甲酸、一氧化碳等。此外，科研人员发现，利用金属氧化物/分子筛双功能催化体系，可制取例如低碳烯烃、汽油等高附加值多碳化合物。芳烃目前主要通过石脑油催化重整等石化路线制取。相对低碳烯烃，芳烃的不饱和度更高、结构更复杂，很难通过金属氧化物/分子筛双功能催化体系高选择性的获取。
大连化物所研究团队设计了一种具有纳米尖晶石结构的锌铝氧化物（ZnAlOx），混配高硅铝比的纳米H-ZSM-5分子筛，制成一种新型催化剂（ZnAlOx&H-ZSM-5）。在二氧化碳加氢制取芳烃转化中，该催化剂可实现73.9%的芳烃选择性，且副产物甲烷选择性低至0.4%。机理研究发现，二氧化碳能在ZnAlOx上加氢生成二甲醚和甲醇，它们扩散到分子筛孔道中形成烯烃，进而形成芳烃。
