中國科學院大連化學物理研究所CO2催化加氫合成輕質芳烴研究獲進展

近日，中國科學院大連化學物理研究所的研究團隊在精準調控分子篩Bronsted酸位、促進CO2催化加氫合成輕質芳烴的研究方面取得進展，相關研究成果發(fā)表于《應用催化B：環(huán)境》雜志。

芳烴，特別是苯、甲苯和二甲苯等輕質芳烴，是應用廣泛的大宗化學品之一，主要通過石油化工路線制備，過程能耗高且排放大量CO2。以CO2為碳源，通過催化加氫合成高附加值芳烴是一條更加環(huán)保的路線，也可以解決能源需求和實現(xiàn)碳中和目標。

近年來CO2加氫合成混合芳烴研究取得了系列進展，但產物多集中于C8以上的重質芳烴，由于Bronsted酸位在芳烴合成中扮演的角色非常復雜，利用CO2加氫精準合成更高附加值的輕質(C6～C8)芳烴極具挑戰(zhàn)。

該研究團隊在前期工作基礎上，通過制備一系列具有不同Bronsted酸性質的ZSM-5分子篩與NaFe基催化劑組成復合催化劑，探索了CO2加氫反應中分子篩Bronsted酸位在芳烴合成及積炭形成中的作用。研究發(fā)現(xiàn)，Bronsted酸位是芳構化的主要活性位，提高Bronsted酸密度可以顯著提高芳烴特別是輕質芳烴選擇性。通過化學液相沉積法對分子篩進行硅烷化處理，可將外表面Bronsted酸位鈍化，進而抑制輕質芳烴烷基化和二甲苯異構化反應，使輕質芳烴在芳烴中的占比可達75%。這是同類文獻報道的最高值。同時，對二甲苯在二甲苯中的占比可達72%。但過高的Bronsted酸量(>154 μmolg)會加速積炭的沉積，縮短催化劑使用壽命。

該研究加深了對芳烴合成過程的認識和理解，為CO2加氫合成輕質芳烴提供了新思路。

[中國石化有機原料科技情報中心站供稿]