Nat. Commun.:界面Fe5C2-Cu催化剂将低压合成气转化为长链醇
芣苢 西瓜 2020-01-04

含有五个以上碳的长链醇是制造增塑剂,清洁剂和润滑剂的主要替代燃料和原料。通过串联策略从合成气合成长链醇(LAS)是一种简便,经济且环境友好的方法,也为将煤/生物质/天然气转化为高价值化学品提供了有希望的途径。在各种二元催化剂体系(Cu-Fe,Cu-Co,Co-Mo)中,Cu-Fe二元催化剂具有成本效益和高CO转化率,在长链醇的生产中引起了相当大的关注。近日,北京化工大学卫敏,北京大学马丁,中科院金属研究所张炳森等多团队合作,报道了一种由Cu4Fe1Mg4层状双氢氧化物(Cu4Fe1Mg4-LDH)前驱体衍生的Fe5C2-Cu界面催化剂,即Fe5C2簇(〜2 nm)被固定在Cu纳米颗粒(〜25 nm)上。实验发现,在1 MPa的反应压力下,该界面催化剂表现出的CO转化率为53.2%,对长链醇选择性为14.8 mol%,时空产率为0.101 g gcat-1h-1,与其它Cu-Fe二元催化剂在3-8 MPa压力下的最佳时空产率水平相当。进一步研究表明,高度分散的Fe5C2纳米团簇被限制在Cu纳米颗粒的表面,形成了丰富的Fe5C2-Cu界面。Fe5C2团簇与Cu纳米颗粒之间的协同相互作用是低压下高效催化生成长链醇的主要原因。该工作不仅发现了一种用于LAS的独特结构催化剂,而且为二元金属催化剂的构造提供了启示。

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Yinwen Li, Min Wei *, Bingsen Zhang, Ding Ma,* et al. Interfacial Fe5C2-Cu catalysts toward low-pressure syngas conversion to long-chain alcohols. Nat. Commun., 2019

DOI: 10.1038/s41467-019-13691-4

https://www.nature.com/articles/s41467-019-13691-4

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