乙炔高效制乙烯催化劑研究獲進展

　　近日，天津大學(xué)張兵教授團隊在“煤衍生的乙炔”電催化半氫化制備乙烯研究方面取得進展。

　　傳統(tǒng)乙烯生產(chǎn)過程中存在對石油依賴性高、能耗高、碳排放高等問題?；谖覈案幻骸钡馁Y源稟賦，發(fā)展以煤為碳源、以水為氫源，利用“煤衍生的乙炔”電催化半氫化制備乙烯策略符合我國國情。但目前該策略受限于嚴重的析氫競爭以及乙烯過氫化副反應(yīng)，可盈利目標尚不明確，制約了其發(fā)展。

　　研究團隊通過經(jīng)濟技術(shù)分析設(shè)定可盈利目標，發(fā)現(xiàn)抑制工業(yè)級電流密度下乙烯過氫化和析氫反應(yīng)的競爭是實現(xiàn)盈利的關(guān)鍵點?；诖?，研究團隊進行了催化劑的精準設(shè)計，選用具有弱乙烯吸附的銅催化劑來抑制過氫化的競爭，進而提升乙烯選擇性。研究團隊還借助理論計算，證實富不飽和位點的納米銅不僅能夠促進水的活化，還可以增大析氫反應(yīng)的能壘，從而提高乙烯的法拉第效率。

　　納米銅氣體擴散電極是理想的電極材料，但其制備過程受到基底疏水性的限制。研究團隊創(chuàng)新發(fā)展限域溶解、界面生長策略，以硝酸銅在疏水電極與堿性電解液界面處緩慢溶解所形成的氫氧化銅為銅源，通過電沉積的方式制備了自支撐的納米銅氣體擴散電極。

　　采用納米銅氣體擴散電極，研究團隊在0.5安培/平方厘米的工業(yè)級電流密度下，實現(xiàn)了近100%法拉第效率和選擇性的乙烯合成，以及長達54小時的電極循環(huán)穩(wěn)定性。該策略在較寬電位范圍內(nèi)生成乙烯的法拉第效率均接近100%，可直接在具有波動性特征的太陽能等可再生能源電力下工作。此外，全生命周期的碳排放分析結(jié)果表明，該策略具有良好的碳減排潛力。

　　該研究不僅為高收率、高選擇性的乙烯生產(chǎn)提供了高效、可持續(xù)的方法，還為以水為氫源的電催化轉(zhuǎn)移氫化催化劑的設(shè)計與合成提供了范例。（張華 ）

　　轉(zhuǎn)自：中國化工報

　　【版權(quán)及免責(zé)聲明】凡本網(wǎng)所屬版權(quán)作品，轉(zhuǎn)載時須獲得授權(quán)并注明來源“中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟信息網(wǎng)”，違者本網(wǎng)將保留追究其相關(guān)法律責(zé)任的權(quán)力。凡轉(zhuǎn)載文章及企業(yè)宣傳資訊，僅代表作者個人觀點，不代表本網(wǎng)觀點和立場。版權(quán)事宜請聯(lián)系：010-65363056。

延伸閱讀