开创煤制烯烃新捷径

　　开创煤制烯烃新捷径

　　烯烃是与人们日常生活息息相关的重要化学品。我国是烯烃消费大国，其传统的生产原料主要依赖石油，这不仅使烯烃的生产成本居高不下，同时也严重地危及到了我国的能源安全。20世纪初，德国科学家费舍尔和拓普希提出了一条由煤经水煤气变换生产烯烃的费-托（F-T）路线，但是，该过程原理上会产生大量的副产物，同时还需要消耗大量的水，严重阻碍了该技术发展和实际应用。中国科学院大连化学物理研究所包信和及潘秀莲研究团队从纳米催化的基本原理入手，开发出了一种过渡金属氧化物和有序孔道分子筛复合催化剂，成功实现了煤基合成气一步法高效生产烯烃，C2到C4低碳烯烃单程选择性突破了费托过程的极限，一跃超过80%。同时，反应过程完全避免了水分子的参与，从源头回答了李克强总理提出的“能不能不用水或者少用水进行煤化工”的诘问。该成果在纳米尺度上实现了对分别控制反应活性和产物选择性的两类催化活性中心的有效分离，使在氧化物催化剂表面生成的碳氢中间体在分子筛的纳米孔道中发生受限偶联反应，成功实现了目标产物随分子筛结构的可控调变。相关研究论文发表在2016年3月4日《科学》（Science [351（6277）:1065-1068]）上。《科学》同期以“令人惊奇的选择性”为题刊发了专家评论和展望，称赞该研究在原理上的突破将带来在工业上的巨大竞争力。该研究并被产业界同行誉为“煤转化领域里程碑式的重大突破”。