據新華社電 費托合成是化學工業中一項重要的催化反應技術，主要用于將合成氣（一氧化碳和氫氣的混合氣體）轉化為液體燃料或烯烴等高值化學品。我國科學家開發出一項新的催化調控技術，使費托合成過程幾乎不產生二氧化碳，還可大幅提升油品或烯烴的產率，為低碳化工制造提供了新策略。這項重要成果于10月30日晚在《科學》雜志上在線刊發。
費托合成在煤炭、天然氣和生物質等碳資源制備油品和高值化學品過程中發揮著關鍵作用。一直以來，費托合成主要采用鐵基催化劑，這種具有低成本、高油品時空產率等優勢的催化劑，目前占據全球三分之二以上的費托合成產能。然而，其最大短板是在反應過程中易產生大量二氧化碳，產率常高達30%，導致碳資源浪費。
中國科學院山西煤炭化學研究所溫曉東教授團隊聯合北京大學馬丁教授團隊經研究發現，在合成氣中引入極其微量的鹵素化合物如溴甲烷、碘甲烷等，就能實現對鐵基催化劑表面反應路徑的精準控制，將生成二氧化碳的反應路徑關閉，使二氧化碳幾乎實現“零排放”。同時，采用該方法生成的高附加值烯烴比例提升至85%以上，超過行業平均水平。
“這種調控方式完全不改變原有催化劑結構、無需更換設備，只需引入微量的鹵素化合物，就好像在烹飪中加入一滴‘分子級調味料’，就能實現‘動態調控’，‘關掉’副反應通道，提升反應的碳原子利用效率，具有極強的工程適應性。”溫曉東說。
“費托合成是中國煤化工和合成氣化工的重要支柱，但其二氧化碳釋放的副產問題是制約其綠色升級的最大挑戰之一，以往方法最多只能把二氧化碳生成比例從30%降到10%。”馬丁說，團隊工作提供了一個簡單有效的技術解決方案，攻克了“費托合成高碳排放”的世界性難題，實現了綠色低碳的烯烴或油品生產，有望為我國煤化工過程的脫碳提供新的路徑。
來源：新華社