富山大学等研究小组开发了一种胶囊型FT合成催化剂,可以显着减少钴的使用量。

 Fischer-Tropsch (FT) 合成是一种催化反应,可从合成气(一氧化碳和氢气的混合气体)合成石油替代燃料和化学品,例如轻油。合成气可以从天然气(包括页岩气和甲烷水合物)、生物质、煤炭和可燃垃圾中很容易地生产出来,因此FT合成反应可以说是具有较大工业影响的催化反应之一。但是,钴是一种重要的金属,资源量很少,随着电动汽车的出现价格飞涨,需要大幅度减少钴的使用量。

 传统的FT合成催化剂具有钴纳米颗粒固定在催化剂载体表面的结构。大的钴纳米粒子合成长分子量的瓦斯油和喷气燃料,小的钴纳米粒子合成短分子量的液化石油气和轻烯烃。

 另一方面,该课题组研发了一种覆有二氧化硅层的钴基胶囊催化剂,颠覆了“钴颗粒大小决定产物分子长度”的传统理论。新催化剂新发现小钴纳米粒子可合成长分子量瓦斯油和喷气燃料,大钴纳米粒子可合成短分子量液化石油气和轻质烯烃。

 有了这一发现,传统负载型 FT 商业催化剂中钴含量为 30-40%(重量),可降低至 5-10% 或更少。课题组旨在将该催化剂作为FT合成装置的新型商业催化剂投入实际使用,并致力于将其应用于二氧化碳和氢气合成液体燃料,该反应类似于FT合成。

纸张信息:[Nature Communications] 受限小型钴催化剂通过修改费托合成的ASF定律反向刺激碳链生长

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