武漢大學(xué)開發(fā)合成氣直接制芳烴雙功能催化劑

芳烴在工業(yè)上主要是以石油為原料生產(chǎn)。近年來，催化轉(zhuǎn)化合成氣制取芳烴技術(shù)受到了國內(nèi)外研究學(xué)者們的廣泛關(guān)注。然而，當(dāng)前報道的大多數(shù)催化體系普遍存在穩(wěn)定性較差、選擇性較低的問題，實(shí)際工業(yè)應(yīng)用受到限制。因此，設(shè)計開發(fā)一種具有高活性和高選擇性，同時又具有良好穩(wěn)定性能的新型催化劑，顯得尤為重要。

近日，武漢大學(xué)動力與機(jī)械學(xué)院研發(fā)團(tuán)隊研制出合成氣經(jīng)催化轉(zhuǎn)化直接制取芳烴的新型雙功能催化劑。該研發(fā)團(tuán)隊設(shè)計合成了一種中空HZSM-5分子篩，并將其和富產(chǎn)烯烴的Fe3O4MnO2催化劑進(jìn)行耦合，研制出新型雙功能催化劑。該雙功能催化劑在工業(yè)反應(yīng)條件下CO轉(zhuǎn)化率超過90%，芳烴選擇性達(dá)到57%，且在180 h內(nèi)保持良好的穩(wěn)定性能。

該催化劑通過Fe3O4MnO2中核-殼結(jié)構(gòu)的空間限域以及Mn助劑的電子改性，顯著促進(jìn)了合成氣轉(zhuǎn)化為烯烴中間產(chǎn)物，然后在中空HZSM-5酸性位的作用下，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為芳烴目標(biāo)產(chǎn)物。中空HZSM-5空腔結(jié)構(gòu)的形成和孔道長度的縮短，強(qiáng)化了反應(yīng)物分子和產(chǎn)物分子的擴(kuò)散，有利于芳烴的生成，并抑制了積炭在分子篩孔道中的富集，顯著提高了催化劑的穩(wěn)定性能。