10月16日,国家能源集团北京低碳清洁能源研究院(以下简称“低碳院”)与荷兰埃因霍芬理工大学等合作开发的基于纯相α-碳化铁催化剂的高碳效率合成气直接制线性α-烯烃技术取得重大突破。相关研究成果发表于《自然》期刊。该研究通过纯相α-碳化铁催化剂,实现煤炭、天然气或生物质转化得到的合成气直接转化为高端化学品线性α-烯烃,可大幅提高碳效率、降低二氧化碳生成,为一步法制备高端线性α-烯烃提供了新途径。研究成果提出“纯相碳化铁催化剂体系”新理论,并将新技术命名为“FTLAO”技术。
据悉,该技术首先通过煤炭在高温下与氧气和水蒸气的反应,得到合成气作为原料,再以水煤气变换反应调整合成气的成分,随后在催化剂的作用下发生费托合成直接制线性α-烯烃反应,得到混合线性α-烯烃,再经过分离即可得到纯化的单碳线性α-烯烃。
该技术的二氧化碳生成量比现有技术降低80%,碳效率提升50%以上,在相同反应温度下的α-烯烃产率为现有技术的100倍以上。该技术在250℃~290℃的温和条件即可实现,为线性α-烯烃的大规模工业连续生产铺平了道路。
项目研究人员通过深入研究铁催化剂活性相本质,提出了有别于传统氧化铁催化剂的全新思路,原创了高碳效率、低二氧化碳、高活性的“纯相碳化铁催化剂体系”,并与北京科技大学合作以环境电镜在世界上首次原位捕捉到“纯相α-碳化铁”的生成全过程。“纯相碳化铁催化剂”从活性相本质上提高了催化活性与碳效率,提供了新的全碳数线性α-烯烃合成技术路线,为未来C1化学领域的研究与发展开启了新的大门。