金属氧化物和沸石双功能催化剂上的逆水煤气变换反应面临的棘手问题仍然是将CO2加氢制为汽油燃料中的CO选择性。
近日，中科院山西煤炭化学研究所Yisheng Tan报道了一种有效的催化剂，该催化剂将经TPABr溶液水热处理的Fe-Zn-Zr-T氧化物与HZSM-5沸石结合用于CO2加氢成优质汽油燃料。
文章要点
1）与Fe-Zn-Zr-氧化物相比，水热处理有助于Fe-Zn-Zr-T氧化物表面上的Zn成分和残余Br的明显富集，以及氧空位数量的增加。这些表面性质不仅导致H2吸附和CO2吸附比的增加，而且还增强了HCOO*物种的吸附强度和CH3O*物种（接近甲醇的中间体）在Fe-Zn-Zr-T氧化物上的解吸速率，因此导致较高的甲醇选择性和较低的CO选择性。
2）Fe−Zn−Zr氧化物上吸附的CO*物种和较高的C2+烃选择性证实了除甲醇途径外，CO2加氢的F-T途径，而经过TPABr水热处理Fe-Zn-Zr-T氧化物后，F-T路径得到有效抑制。随着Fe和Zn−Zr摩尔比的降低，Fe−Zn−Zr（0.1：1：1）−T−24 h上生成的HCOO*和CH3O*物种增多，这与其较高的甲醇选择性和Fe−Zn−Zr（0.1：1：1）−T−24 h@ HZSM-5核壳催化剂上较高的烃选择性一致。
3）实验结果显示，Fe−Zn−Zr(0.1：1：1)−T−2 4h@HZSM-5催化剂上的汽油中CO选择性和C5+异构烷烃选择性分别达到24%和93%，CO2转化率为18%。Fe−Zn−Zr−T氧化物与HZSM-5沸石的良好匹配是提高Fe−Zn−Zr−T@HZSM 5核壳催化剂上对汽油中C5+异构烷烃选择性的关键。
参考文献
Xiaoxing Wang, et al, Effective Suppression of CO Selectivity for CO2 Hydrogenation to High-Quality Gasoline, ACS Catal. 2021
DOI: 10.1021/acscatal.0c04155
https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.0c04155
