來源：《中國科學(xué)報(bào)》 第1版 要聞
發(fā)布時(shí)間：2023-10-13
反應(yīng)過程示意圖。中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所供圖
本報(bào)訊（見習(xí)記者孫丹寧）近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員鄧德會(huì)和副研究員于良團(tuán)隊(duì)，利用碳化鉬負(fù)載金（Au/ -MoC）催化劑，實(shí)現(xiàn)了直接用水作為氫源的乙炔加氫制乙烯新反應(yīng)過程。相比傳統(tǒng)氫氣加氫途徑，該過程直接利用廉價(jià)的水在更低的反應(yīng)溫度下進(jìn)行加氫反應(yīng)，提供了一條綠色、高效的乙炔加氫制乙烯新途徑。相關(guān)成果已發(fā)表于《自然-催化》。
乙烯是化學(xué)工業(yè)重要的基礎(chǔ)原料，目前主要通過石腦油裂解工藝生產(chǎn)。由于石油資源的過度消耗以及我國較高的原油進(jìn)口依存度，開發(fā)乙烯多元化生產(chǎn)路徑具有重要意義。結(jié)合我國“富煤貧油”的資源稟賦，通過煤制乙炔，再經(jīng)乙炔加氫制乙烯，是替代傳統(tǒng)石油基乙烯生產(chǎn)路線的一條具有前景的途徑。
然而，目前的乙炔加氫工藝通常需要在100 ~300 高溫下進(jìn)行，能耗較高。此外，傳統(tǒng)加氫過程消耗的氫氣需要水煤氣變換等高能耗制備過程，產(chǎn)生的氫氣還需要進(jìn)行后續(xù)的分離和提純等復(fù)雜工藝。
本工作中，團(tuán)隊(duì)打破常規(guī)，繞開傳統(tǒng)的高成本氫氣加氫路徑，將廉價(jià)的水與水煤氣變換原料一氧化碳直接用于乙炔加氫反應(yīng)，并利用Au/ -MoC催化劑表面原位生成的活性氫物種，直接將乙炔高選擇性加氫制乙烯。在80 下，乙炔轉(zhuǎn)化率大于99%、乙烯選擇性大于83%。
該過程規(guī)避了高能耗的復(fù)雜步驟，直接利用豐富的水，實(shí)現(xiàn)了高活性、高選擇性加氫乙炔制乙烯新路徑。該工作也為開發(fā)非氫氣、低溫、高效加氫反應(yīng)提供了新思路。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41929-023-01026-y
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