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中國分析測試協會
China Association for Instrumental Analysis

室溫乙炔還原制乙烯取得重要突破

文章來源:科技部
2021-08-13 06:42



  工業乙烯原料含有0.5-2.0%的乙炔雜質,需在聚合之前將乙炔雜質的濃度降低至百萬分之一級別,目前普遍采用的是熱催化乙炔加氫技術。然而,熱催化加氫技術通常需要在100攝氏度以上的溫度進行,且需要引入過量氫氣,不僅易造成乙烯過度加氫,后續還需要額外的氣體分離操作。在更低溫度下實現乙炔的選擇性催化轉化,同時避免引入額外氣體雜質,面臨巨大挑戰。

  近期,科技部高技術研究發展中心受托管理的國家重點研發計劃“納米科技”重點專項“仿生納米結構能量轉換材料及器件”項目取得重要研究進展。中科院理化技術研究所的項目研發團隊經過協同攻關,研究提出了一種基于氣-固-液三相界面的新型電催化乙炔還原反應策略。研究人員采用層狀雙金屬氫氧化物原位轉變形成的Cu/Cu2O界面結構納米催化材料,以水取代氫氣為質子源,在室溫下實現了富乙烯氣體中低濃度乙炔的選擇性還原,乙炔轉化率達99.9%,乙烯選擇性大于90%,成功將乙炔濃度由5000 ppm降至1 ppm以下。該電催化乙炔還原反應體系的各項指標(乙炔轉化率、乙烯選擇性、氫氣殘留量、反應溫度、比活性)均達到或超過了熱催化乙炔加氫報道的最優值。

  該研究成果有望取代現有熱催化乙炔加氫技術,應用于工業乙烯原料氣的提純過程,為實現乙烯工業的碳中和目標指出了新的研究發展方向。相關研究成果于2021年7月發表在Nature Catalysis上。





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