Mn和Na添加剂已被广泛研究用以提高Fe催化剂上将CO2加氢合成有价值的烯烃的效率,但关于其对催化性能和机理的影响仍存在激烈争论。
近日,北京大学马丁教授,厦门大学王帅教授报道了通过共沉淀/洗涤制备出Fe-Mn-Na催化剂,其中Mn和Na的含量受到严格控制。结果表明,Mn和Na的共修饰显著提高了Fe催化剂在CO2加氢反应中的活性和选择性,使烯烃的时空产率达到了前所未有的高水平。
文章要点
1)通过解耦RWGS和FTS步骤的速率,并考虑接近反应平衡的程度,研究人员严格分析了这两种添加剂的作用。进一步结合X射线吸收精细结构谱和X射线光电子能谱等准原位结构表征手段,建立了铁基催化剂上CO2加氢反应的结构-性能关系。
2)阐明了Mn和Na的协同促进作用,这是同时提高CO2净转化率和烯烃选择性的原因。
这些结果将有助于多种添加剂对催化性能的合理调节,特别是对于多相催化中常见的复杂反应体系。
Yao Xu, et al, Highly Selective Olefin Production from CO2 Hydrogenation on Iron Catalysts: A Subtle Synergy between Manganese and Sodium Additives, Angew. Chem. Int. Ed.
DOI:10.1002/anie.202009620
https://doi.org/10.1002/anie.202009620