晶面调控实现合成气低温制备烯烃过程

Abstract

低碳烯烃(包括乙烯、丙烯、丁烯)是合成塑料、橡胶、纤维等高分子化合物的重要平台分子,也是全球产量最大的化学品。低碳烯烃主要是经由石油化工途径而获得。然而随着石油资源日趋枯竭,开发低碳烯烃制备新途径势在必行。我国储量巨大的煤以及天然气、生物质等含碳资源均可以通过合成气(CO和H_2混合气)途径转化为低碳烯烃。目前工业上常用的方法是两步法(methanol to olefins, MTO),即首先将合成气在铜系催化剂作用下制备甲醇,然后在分子筛催化剂作用下将甲醇转化为低碳烯烃。近期,我国科学界把高温甲醇合成催化剂和MTO催化剂偶联,从而实现了一步从合成气直接制备烯烃并取得了重大的突破。与此同时,Na,Zn改性的碳化铁(Fe_5C_2)催化剂也被观察到可以在300~340 C区间实现高转化率下的合成气一步转化制备烯烃。

Lower olefins are essential feedstock in polymeric industry, and therefore a direct syngas conversion route is challenging, yet highly demanding. Sun's group achieve 61% selectivity toward lower olefins over CoMn catalyst at mild conditions. It is found that the formation of Co2C nanoprism with unique facets contributed to the astonishing performance.