我校李金林、王立课题组在费-托合成催化剂研究领域取得重要进展
我校李金林、王立课题组在费-托合成催化剂研究领域取得重要进展

124日,国际著名期刊《自然-通讯》(Nature Communications)在线发表了我校李金林教授、王立副教授团队与厦门大学王野教授合作的题为“Stabilization of ε-iron carbide as high-temperature catalyst under realistic Fischer-Tropsch synthesis conditions”的学术论文。我校为该论文的第一署名单位。这是我校作为第一单位首次在该杂志上发表学术论文。

-托合成技术是将煤、天然气、生物质经合成气转化为清洁液体燃料和高附加值化学品的最佳途径之一。铁基催化剂因价格低廉、可适用于不同的合成气氢碳比和反应条件、可生产低碳烯烃和高附加值含氧化合物等优点,广泛用于工业费-托合成过程。ε-Fe2C是铁基催化剂中活性最高的活性相,但在高温条件下很难保持稳定,如何获得高温稳定的ε-Fe2C催化剂,并揭示其在实际工业费-托合成反应中的构效关系,对理论研究和工业应用都具有重要意义。李金林教授、王立副教授团队的研究为阐明铁基催化剂活性相构效关系,开发高活性、高稳定性的工业铁基费-托合成催化剂提供了一种行之有效的方法。

该团队于2014年就开展了铁基费-托合成催化剂的活性相调控的研究工作。经过多年的努力,他们成功设计合成了一种石墨烯层包裹限域的ε-Fe2C纳米材料,这种纳米材料在工业费-托合成条件下具有优异的活性和稳定性,是迄今为止文献报道的活性最高的铁基费-托合成催化剂。进一步的研究表明,这种纳米材料中的ε-Fe2C物相在高温下能保持稳定存在,实验和量子化学理论计算研究证明石墨烯包裹层有助于抑制ε-Fe2C在高温下的相变和积碳。

此项研究得到国家自然科学基金石化联合基金重点项目、国家自然科学基金面上项目和湖北省重大科技创新计划项目资助。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-020-20068-5

据悉,李金林教授团队长期致力于碳基资源催化转化技术的基础研究和工业应用开发。在Nature CommunicationsACS Catalysis、《中国科学》等期刊发表了一系列高水平研究论文,获中国发明专利授权16项,获湖北省自然科学二等奖2项,开发的高效费-托合成催化剂已成功应用于千吨级煤、天然气合成油中试装置及万吨级生物质合成油商业示范装置。