中科院精密测量院等在调控催化剂表面微平衡研究中获进展

当今石油化学工业已成为推动各国经济发展的支柱产业之一。以乙烯、丙烯为主体的低碳烯烃则是石油化学工业是重要的基本有机化工原料。它们主要以石油馏分为原料，经裂解、催化或裂化制取，一般作为生产三大合成材料的单体，或用来合成洗涤剂、医药等精细化学品的重要原料及中间体，应用广泛。

　　目前制取低碳烯烃的方法按原料划分，总体上可以分为3大类：石油路线、天然气路线和煤炭路线。其中，采用轻油裂解的方法，即石油路线是制取低碳烯烃主要方法。

　　近日，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院郑安民研究团队与浙江大学王亮、肖丰收研究团队合作，报道了一种控制催化剂表面微观环境中水物种的吸-脱附平衡的策略，实现合成气制备低碳烯烃过程中催化剂效率翻倍，同时，进一步优化了低碳烯烃的选择性，展现出良好的工业应用前景。

　　科研团队采用高精度的理论模拟，从微观层面进一步探究通道润湿性对水扩散的影响。非平衡动力学模拟结果表明，疏水通道更有利于附着在催化剂表面的水分子快速逸出，从而改变催化剂表面的微观环境，促进水分子的脱附和抑制其再吸附，有效地让催化剂活性中心释放出来，推动反应正向进行，为催化剂持续高效工作提供有利条件。这种新型催化体系不需要改造现有工业反应路线，能够高效率地应用于生产实践。

　　相关研究成果以《催化剂和疏水性聚合物的物理混合促进水分子逸出来提升CO加氢反应性能》(Physical mixing of a catalyst and a hydrophobic polymer promotes CO hydrogenation through dehydration)为题，发表在《科学》(Science)上。