中国科学院大连化学物理研究所二氧化碳加氢制芳烃研究取得进展

摘要

中国科学院大连化学物理研究所李灿领导的团队长期致力于CO2转化工作。利用氢将CO2转化为燃料及化学品是实现CO2减排和碳资源可持续利用的重要策略。该研究团队基于CO2在ZnZrO固溶体上加氢制备甲醇以及CO2在ZnZrO/SAPO串联体系上加氢制备低碳烯烃的研究成果,进一步构建了ZnZrO/ZSM-5串联催化剂体系。该催化剂可高选择性地将CO2加氢转化为芳烃,在CO2单程转化率为14%时,芳烃的选择性为73%~78%。研究中发现CO2加氢转化为芳烃的关键是串联催化剂的有效协同作用。红外光谱、化学捕获等实验结果表明,CO2和H2在ZnZrO固溶体氧化物上被活化生成CHxO中间物种,CHxO从ZnZrO表面迁移到分子筛孔道中,进而生成芳烃。串联催化剂之间的协同机制以及关键中间物种CHxO的表面迁移,实现了CO2加氢直接转化为芳烃反应在热力学和动力学上的耦合。