富山大学理工科研究生院Noritate Tsubaki教授、材料与材料研究机构和中国厦门大学共同成功地使用费托(FT)合成法直接合成飞机喷气燃料。
FT合成是使用合成气(一氧化碳和氢气的混合气体)合成轻油或轻烯烃的催化反应。合成气是一种工业上极其重要的制造方法,因为它是通过热分解天然气、生物质、煤炭、可燃垃圾和重油等多种原材料而获得的。
Tsubaki教授和他的同事在新能源和工业技术开发组织(NEDO)的项目中致力于通过FT合成从生物质中生产生物喷气燃料(生物质能源技术研究与开发,2012-2016)。但是,为了满足严格的航油标准,需要经过多道工序制造,出口产品成本高是一个问题。以二氧化碳和氢气为原料代替合成气生产喷气燃料也采用与FT合成相同的催化反应路线,但步骤复杂。
因此,Tsubaki教授和他的同事们致力于通过FT合成“直接合成”喷气燃料,并成功地利用独特的胶囊型催化剂直接合成汽油。在此基础上,进一步审查了催化剂设计,开发了一种新型催化剂,将稀土元素镧和金属钴负载在沸石上,精确控制酸点和孔结构。当使用它进行 FT 合成时,以 72% 的非常高的选择性获得了喷气燃料,不仅与合成气,而且与二氧化碳和氢气的反应结果也很高。
进一步发现,当该催化剂的载体金属由镧变为铈时,可以合成汽油,变为钾时,可以合成轻油。由此,可以说该催化剂体系作为“按需催化剂”对于制造各种燃料极为有用。