中国科学院上海高等研究院的合成气制α-烯烃研究获进展

近日，中国科学院上海高等研究院开发了一种碱金属改性Ru基费-托合成催化剂，可实现合成气高碳利用效率(碳效)直接转化制长链α-烯烃，并具有优异的催化性能。相关研究成果发表于《自然通讯》杂志。

研究表明，该催化剂在45.8%的CO转化率下烯烃选择性可高达80.1%，同时甲烷和CO2总选择性小于5%，碳效高。该催化剂可用于宽氢碳比范围(0.5～5)的合成气，适用于所有含碳资源(煤、天然气、生物质、固体废弃物、CO2等)得到的合成气。所得烯烃集中在C20以内，74.5%属于C5+长链α-烯烃。与目前研究的合成气制烯烃催化体系相比，改性Ru基费-托合成催化剂的催化性能有别于传统的以饱和烷烃为主的Ru基费-托合成催化剂，其具有较低的C1副产物选择性，较高的总烯烃选择性和收率，且烯烃收率高于50%。

该研究团队通过原位X射线衍射、原位扩展X射线吸收精细结构、原位CO吸附的傅里叶变换漫反射红外光谱、乙烯共进料等表征和试验，发现其活性位为零价态的金属Ru，碱金属助剂的添加增强了金属Ru表面电子云密度，降低Ru表面化学吸附H物种的反应活性，抑制反应中间体的加氢和促进烯烃脱附，从而调控反应路径，实现烯烃的高选择性。

此外，在接近工业反应条件下，该催化剂采用颗粒状，其转化频率可达0.312 s-1，且C1副产物选择性仍低于5%，稳定性较好，表现出优异的工业应用前景。

该研究通过催化剂表界面化学环境的精准调变，实现产物选择性的定向调控，可为合成气转化产物选择性调控提供新的解决思路。

[中国石化有机原料科技情报中心站供稿]