中科院精密測量院等在調(diào)控催化劑表面微平衡研究中獲進(jìn)展
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】當(dāng)今石油化學(xué)工業(yè)已成為推動各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。以乙烯、丙烯為主體的低碳烯烴則是石油化學(xué)工業(yè)是重要的基本有機(jī)化工原料。它們主要以石油餾分為原料，經(jīng)裂解、催化或裂化制取，一般作為生產(chǎn)三大合成材料的單體，或用來合成洗滌劑、醫(yī)藥等精細(xì)化學(xué)品的重要原料及中間體，應(yīng)用廣泛。
目前制取低碳烯烴的方法按原料劃分，總體上可以分為3大類：石油路線、天然氣路線和煤炭路線。其中，采用輕油裂解的方法，即石油路線是制取低碳烯烴主要方法。
近日，中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院鄭安民研究團(tuán)隊與浙江大學(xué)王亮、肖豐收研究團(tuán)隊合作，報道了一種控制催化劑表面微觀環(huán)境中水物種的吸-脫附平衡的策略，實現(xiàn)合成氣制備低碳烯烴過程中催化劑效率翻倍，同時，進(jìn)一步優(yōu)化了低碳烯烴的選擇性，展現(xiàn)出良好的工業(yè)應(yīng)用前景。
科研團(tuán)隊采用高精度的理論模擬，從微觀層面進(jìn)一步探究通道潤濕性對水?dāng)U散的影響。非平衡動力學(xué)模擬結(jié)果表明，疏水通道更有利于附著在催化劑表面的水分子快速逸出，從而改變催化劑表面的微觀環(huán)境，促進(jìn)水分子的脫附和抑制其再吸附，有效地讓催化劑活性中心釋放出來，推動反應(yīng)正向進(jìn)行，為催化劑持續(xù)高效工作提供有利條件。這種新型催化體系不需要改造現(xiàn)有工業(yè)反應(yīng)路線，能夠高效率地應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。
相關(guān)研究成果以《催化劑和疏水性聚合物的物理混合促進(jìn)水分子逸出來提升CO加氫反應(yīng)性能》(Physical mixing of a catalyst and a hydrophobic polymer promotes CO hydrogenation through dehydration)為題，發(fā)表在《科學(xué)》(Science)上。
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