二氧化碳催化加氢制烯烃的研究进展
韩建翔1
崔喜雯1
孙剑2
1.中国科学院 大连化学物理研究所,辽宁 大连 116023;中国科学院大学 化学工程学院,北京 1000492.中国科学院 大连化学物理研究所,辽宁 大连 116023
摘要：在全球气候变化和能源结构转型的背景下,CO2 的高效转化与利用成为实现"双碳"目标的关键路径之一.烯烃作为重要的化工原料,其传统生产方式高度依赖化石资源,导致高能耗与高碳排放.因此,利用绿氢将CO2 催化加氢转化为烯烃,不仅有助于减少温室气体排放,还能缓解对石化资源的依赖.基于此,系统综述了近年来CO2 加氢制烯烃领域的研究进展,重点探讨了催化剂的设计和催化机理.首先,概述了CO2 加氢制烯烃的主要技术路线,包括CO中间体路线和甲醇中间体路线.随后,阐述了催化剂的设计策略,包括主催化剂的选择(如铁基、钴基催化剂)、助剂的添加(如碱金属、过渡金属助剂)以及载体的优化(如金属氧化物、碳材料载体).这些策略通过调控催化剂的电子结构、表面酸碱性以及活性位点的暴露,显著提升了CO2 加氢制烯烃的催化性能.在催化机理方面,深入分析了CO中间体路线和甲醇中间体路线的反应机理.CO中间体路线涉及CO2 的吸附与活化、CO的生成与扩散以及费托过程中的C-C偶联与加氢等步骤,而甲醇中间体路线则通过串联反应实现CO2 到烯烃的转化,突破了Anderson-Schulz-Flory分布的限制,显著提高了低碳烯烃的选择性.最后,展望了未来CO2 加氢制烯烃技术的发展方向,包括开发更高效、更稳定的催化剂体系,以及设计多级反应器或膜反应器等新型反应器,以提高反应效率.综上,综述了CO2 加氢制烯烃催化剂的设计与催化机理,分析了不同技术路线和催化剂策略的优势与不足,并提出了未来研究的方向和重点.随着绿色化学和可持续发展理念的深入推广,CO2 加氢制烯烃技术有望成为实现碳中和目标的重要途径之一.
关键词：CO2加氢烯烃CO中间体路线双功能催化剂反应机理
分类号：O643.3(物理化学（理论化学）、化学物理学)
资助基金：国家重点研发计划(2022YFA1504702)
论文发表日期：2025-06-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：26( 127-152 )
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