費(fèi)托合成高碳排放難題被攻克實(shí)現(xiàn)綠色低碳生產(chǎn)

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2025-11-04 02:27:47 新華網(wǎng)

費(fèi)托合成是化學(xué)工業(yè)中一項(xiàng)重要的催化反應(yīng)技術(shù)，主要用于將合成氣（一氧化碳和氫氣的混合氣體）轉(zhuǎn)化為液體燃料或烯烴等高值化學(xué)品。我國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一項(xiàng)新的催化調(diào)控技術(shù)，使費(fèi)托合成過(guò)程幾乎不產(chǎn)生二氧化碳，還可大幅提升油品或烯烴的產(chǎn)率，為低碳化工制造提供了新策略。這項(xiàng)重要成果已在《科學(xué)》雜志上在線刊發(fā)。

費(fèi)托合成在煤炭、天然氣和生物質(zhì)等碳資源制備油品和高值化學(xué)品過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。一直以來(lái)，費(fèi)托合成主要采用鐵基催化劑，這種具有低成本、高油品時(shí)空產(chǎn)率等優(yōu)勢(shì)的催化劑，目前占據(jù)全球三分之二以上的費(fèi)托合成產(chǎn)能。然而，其最大短板是在反應(yīng)過(guò)程中易產(chǎn)生大量二氧化碳，產(chǎn)率常高達(dá)30%，導(dǎo)致碳資源浪費(fèi)。

中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所溫曉東教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合北京大學(xué)馬丁教授團(tuán)隊(duì)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在合成氣中引入極其微量的鹵素化合物如溴甲烷、碘甲烷等，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵基催化劑表面反應(yīng)路徑的精準(zhǔn)控制，將生成二氧化碳的反應(yīng)路徑關(guān)閉，使二氧化碳幾乎實(shí)現(xiàn)“零排放”。同時(shí)，采用該方法生成的高附加值烯烴比例提升至85%以上，超過(guò)行業(yè)平均水平。

這種調(diào)控方式完全不改變?cè)写呋瘎┙Y(jié)構(gòu)、無(wú)需更換設(shè)備，只需引入微量的鹵素化合物，就好像在烹飪中加入一滴“分子級(jí)調(diào)味料”，就能實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)調(diào)控”，“關(guān)掉”副反應(yīng)通道，提升反應(yīng)的碳原子利用效率，具有極強(qiáng)的工程適應(yīng)性。

費(fèi)托合成是中國(guó)煤化工和合成氣化工的重要支柱，但其二氧化碳釋放的副產(chǎn)問(wèn)題是制約其綠色升級(jí)的最大挑戰(zhàn)之一，以往方法最多只能把二氧化碳生成比例從30%降到10%。團(tuán)隊(duì)工作提供了一個(gè)簡(jiǎn)單有效的技術(shù)解決方案，攻克了“費(fèi)托合成高碳排放”的世界性難題，實(shí)現(xiàn)了綠色低碳的烯烴或油品生產(chǎn)，有望為我國(guó)煤化工過(guò)程的脫碳提供新的路徑。

(責(zé)任編輯：0764)

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