Caratterizzazioni strutturali di CuFeO2 attivato . un'immagine HAADF di CuFeO2 attivato . b Profili XRD di CuFeO2 attivato . c Spettri Mössbauer di CuFeO2 attivato 2. d Cu LMM Auger, e Fe2p XPS e f O 1s spettri XPS di CuFeO fresco e attivato2 . Credito:Comunicazioni sulla natura (2022). DOI:10.1038/s41467-022-29971-5
Un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Zeng Jie dell'Università di Scienza e Tecnologia della Cina (USTC) ha sviluppato un nuovo catalizzatore Cu-Fe in grado di realizzare la produzione di olefine a catena lunga da parte di CO2 idrogenazione a bassa pressione.
Lo studio è stato pubblicato su Nature Communications il 3 maggio.
Le olefine a catena lunga svolgono un ruolo essenziale nella produzione di sostanze chimiche comuni come lubrificanti sintetici, benzina ad alto numero di ottani e inibitori di corrosione.
Tuttavia, sono generalmente sintetizzati da risorse petrolifere, che non rispettano l'ambiente. Inoltre, metodi esistenti di CO2 l'idrogenazione per la produzione di olefine a catena lunga avviene principalmente ad alta pressione.
In questo studio, il team di ricerca ha scelto il percorso CO-intermedio, ha indotto siti di Cu con la capacità di adsorbimento non dissociativo di CO e ha sintetizzato il catalizzatore Cu-Fe con interfacce di carburo di rame-ferro che lavorano a pressione ambiente. Il catalizzatore Cu-Fe, composto da Cu, ossidi di ferro e carburi di ferro, è chiamato CuFeO2 attivato .
Hanno scoperto che il CuFeO2 attivato ha raggiunto una selettività per le olefine a catena lunga del 66,9% sotto 1 bar, che ha superato l'attuale selettività massima del 66,8% sotto 35 bar.
Rispetto al tradizionale catalizzatore a base di ferro, il catalizzatore Cu-Fe ha mostrato una selettività inferiore per CO e metano e una maggiore selettività per le olefine a catena lunga.
Per valutare l'applicabilità del CuFeO2 attivato , hanno cambiato la velocità spaziale e il rapporto di H2 a CO2 . I risultati hanno mostrato che i catalizzatori preparati potrebbero ottenere una buona selettività per le olefine a catena lunga a varie velocità spaziali e il rapporto tra H2 e CO2 , indicando l'applicabilità del CuFeO2 attivato in un'ampia gamma di condizioni.
"Sebbene l'attività del catalizzatore sia diminuita dopo una lunga reazione, può essere rinfrescata da un processo di rigenerazione che ha aumentato la pressione", ha affermato il Prof. Zeng.
Inoltre, i ricercatori hanno rivelato che, fatta eccezione per l'accoppiamento CC attraverso il processo al carburo sul carburo di ferro, l'inserimento di CO si verifica anche sulle interfacce rame-carburo di ferro per causare la crescita della catena del carbonio.
Di conseguenza, una grande quantità di CO non dissociata sulla superficie del catalizzatore può essere utilizzata in modo efficiente. La cooperazione tra il processo del carburo e il processo di inserimento della CO ha portato alla buona selettività delle olefine a catena lunga. + Esplora ulteriormente
