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中国科学院李圣刚与高鹏等学者合作发表Chem(IF=24!):晶体结构工程调整CO2加氢对醇的选择性

论论资讯 | 2024-05-28 175热度

Chem

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Tuning the selectivity of CO<sub>2</sub> hydrogenation to alcohols by crystal structure engineering

Yang H.; Wei Z.; Zhang J.; Dang Y.; Li S.; Bu X.; Zhou Z.; Gong C.; Wang H.; Li J.; Liu Y.; Yang Y.; Xiao T.; Liu C.; Sun Y.; Gao P.

Published:2024-01-01
DOI:10.1016/j.chempr.2024.03.016

研究突破!调控CO<sub>2</sub>加氢选择性合成醇类化合物

研究背景

随着社会关注的环保议题不断升温,CO<sub>2</sub>减排和资源再利用成为研究的热点。然而,将CO<sub>2</sub>高效转化为醇类化合物,如甲醇和含有两个或更多碳原子的高级醇类(C<sub>2+</sub>OH),一直是一个极具挑战性的问题,因为CO<sub>2</sub>的热力学稳定性极高。

研究内容

在最新的研究中,科学家们通过晶体结构工程开发了一种高效的FeZn基催化剂,用于CO<sub>2</sub>加氢合成甲醇,并通过晶体结构工程实现了直接选择性合成更高级醇类。他们发现ZnFe<sub>2</sub>O<sub>4</sub>尖晶石催化剂在CO<sub>2</sub>加氢合成甲醇过程中可达到高达84.5%的选择性。通过引入铁碳化物(Fe<sub>5</sub>C<sub>2</sub>)相形成ZnFe<sub>2</sub>O<sub>4</sub>/Fe<sub>5</sub>C<sub>2</sub>界面,打破了传统的Anderson-Schulz-Flory分布规律,大大提高了氧化物中C<sub>2+</sub>OH的选择性,达到了98.2%。这种界面促进了烷基物种向界面的迁移,与CHO∗物种进行高效的C-C偶联,从而实现了前所未有的三个或更多碳原子(C<sub>3+</sub>OH)高级醇类产率为5.3%,远高于目前报道的最大C<sub>3+</sub>OH产率≤2.1%。

研究意义

这一研究的创新之处在于通过晶体结构工程调控CO<sub>2</sub>加氢选择性合成醇类化合物,为解决环境问题和资源再利用提供了新思路。这项研究不仅为高效利用CO<sub>2</sub>提供了新的途径,还为醇类化合物的合成开辟了新的可能性,具有重要的理论和应用价值。 希望这篇简明易懂的资讯文章可以帮助你更好地了解这一研究的重要性和意义!

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