近日,中科院大連化物所催化基礎國家重點實驗室李燦院士團隊在CO2催化加氫制備芳烴研究方面取得新進展,科研人員通過串聯式催化劑體系直接將CO2高選擇性的轉化為芳烴,該技術為CO2轉化拓展了新的思路。
在研究工作中,李燦研究團隊此前的研究基礎上,進一步構建了ZnZrO/ZSM-5串聯催化劑體系。該催化劑將CO2加氫高選擇性的轉化為芳烴,CO2單程轉化率為14%時,烴類中芳烴的選擇性達到73%至78%.研究發現CO2加氫到芳烴的關鍵是串聯催化劑的有效協同。
研究還表明,CO2加氫反應中生成的H2O對烯烴的芳構化有明顯的促進作用。由于在反應體系中H2O及CO2的存在,其提供了弱氧化氛圍,抑制了催化劑上多環芳烴的生成,延長了催化劑的壽命,該催化劑在100小時的反應過程中沒有明顯失活。該技術為CO2轉化拓展了新的思路。
利用來自清潔能源的氫將CO2轉化為燃料及化學品是實現CO2減排和碳資源可持續利用的一個重要策略。芳烴是有機材料合成中重要的基本化工原料之一,利用芳烴可以合成眾多的聚合物材料,例如聚苯乙烯、苯酚樹脂、尼龍,以及聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂等。傳統芳烴的合成方法主要是石腦油的裂解和近年來發展的基于煤制甲醇的甲醇制芳烴路徑,均需要依賴化石資源(石油和煤)。因此,利用可再生能源的氫將CO2轉化為具有高附加值的芳烴,使CO2以聚合物材料的形式儲存下來,既可以實現CO2碳資源化利用,又可以起到減排CO2作用,具有重要的戰略意義。
然而,CO2在熱力學上是惰性的分子,實現CO2的活化和高選擇性的轉化存在較大的困難和挑戰。 |