來源：《大連日?qǐng)?bào)》
發(fā)布時(shí)間：2021-12-16
本報(bào)訊（大連新聞傳媒集團(tuán)記者謝小芳）近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員鄧德會(huì)、副研究員于良團(tuán)隊(duì)提出，室溫下直接用水作為氫源的高效電催化乙炔加氫制乙烯新路徑。
鑒于我國(guó)富煤少油的資源稟賦，開發(fā)以煤基乙炔為原料的高效乙炔加氫制乙烯過程具有重要的戰(zhàn)略意義。然而，該反應(yīng)通常需要在較高的溫度和壓力下進(jìn)行，能耗大且容易導(dǎo)致乙炔的過度加氫到乙烷。此外，氫氣的大量消耗也增加了該反應(yīng)的應(yīng)用成本。因此，亟需開發(fā)一種更經(jīng)濟(jì)、高效的低能耗乙炔加氫制乙烯方法。
研究中，大連化物所研究團(tuán)隊(duì)提出了一種室溫電催化乙炔加氫制乙烯方法。相較于傳統(tǒng)熱催化方法，該過程在常溫常壓下直接把水作為氫源進(jìn)行反應(yīng)，從而避免了氫氣的額外供給。團(tuán)隊(duì)通過優(yōu)化銅微粒催化劑，暴露更多的活性面來促進(jìn)乙炔相對(duì)于氫的競(jìng)爭(zhēng)吸附，并利用氣體擴(kuò)散層，促進(jìn)氣、液、固三相界面的形成以及乙炔的傳質(zhì)。該過程在較低的電壓和較高的電流密度下，乙烯產(chǎn)物的法拉第效率高達(dá)83.2%，且?guī)缀鯚o過度加氫產(chǎn)物乙烷的生成。原位表征和理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)，銅表面向吸附態(tài)乙炔分子的電子轉(zhuǎn)移促進(jìn)了乙炔的優(yōu)先吸附和加氫，從而抑制了析氫副反應(yīng)。該過程通過電子耦合質(zhì)子轉(zhuǎn)移機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了高選擇性電催化乙炔加氫制乙烯。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、中國(guó)科學(xué)院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目、教育部能源材料化學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心等項(xiàng)目的支持。
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