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7月24日，記者從浙江大學獲悉，該校化學工程與生物工程學院肖豐收教授、王亮研究員團隊與中國科學院鄭安民研究員團隊合作，開發了一種控制催化劑表面微環境中水吸附-脫附平衡的策略，實現制備烯烴產品過程中催化劑效率翻倍——在250攝氏度下，一氧化碳的單程轉化率達到63.5%，同時保持71.4%的碳氫化合物為低碳烯烴產物。研究論文近日發表在國際期刊《科學》。

烯烴是能源化工領域內一類重要的基礎化工原料，可用來制備合成橡膠，塑料，纖維，潤滑油及若干重要化工產品等。費托合成是以一氧化碳和氫氣的混合氣體為原料，通常在鐵基或鈷基催化劑和適當條件下合成碳氫化合物的工藝過程，是煤制烯烴的重要手段，但反應過程存在反應溫度高、效率不足等問題。如何提高催化劑低溫反應活性的同時，又保持優異的烯烴選擇性，是行業迫切需要解決的問題。

聯合團隊研究費托合成過程時發現，在一氧化碳加氫過程中生成一定量的水會吸附在催化劑表面，影響后續反應底物的吸附與轉化，該現象在較低反應溫度下更為明顯。團隊通過催化劑和超疏水材料物理混合的方式，在催化劑表面構筑特定的微觀環境，同時促進產物的脫附和抑制其再吸附，推動反應正向進行。

“我們把原來被水遮擋的活性位點釋放出來，催化反應就可以持續高效進行。”王亮介紹說，聚二乙烯基苯具有超疏水的表面，當混入催化體系后，反應中生成的水就會迅速脫附和擴散。雖然整個反應體系內的氣氛組成沒有變化，但是活性位點所處的微觀環境會變得相對干燥，為催化劑持續高效工作提供了有利條件。

“發展低溫、高效的催化劑對于煤炭的清潔利用獲得大宗化學品具有重要意義。”肖豐收說，這種物理混合的新型催化體系，不需要改造現有工業反應路線，就能夠高效率地應用于生產實踐。

關鍵詞： 活性位點 反應溫度 一氧化碳 碳氫化合物 化工產品