费托合成技术概述 - 费托合成是一项将一氧化碳和氢气混合的合成气转化为液体燃料和烯烃等有价值化工产品的近百年老工艺[1] - 该技术是全球能源化工领域的骨干成员 可将煤炭、天然气、生物质、二氧化碳等含碳资源转变为能源产品[1] - 铁基催化剂因其便宜好用且适合氢少碳多的原料 成为行业特别是中国化工装置中的标配[1] 传统工艺的挑战 - 铁基催化剂存在导致副反应的问题 如水与一氧化碳结合生成氢气和二氧化碳 或两个一氧化碳反应生成二氧化碳和碳黑[1] - 这些副反应导致每生产3份产物就有1份碳以二氧化碳形式流失 碳损高达约30% 即使回收尾气也难以进一步降低[1] 技术突破与核心发现 - 科研人员发现添加百万分之二十(20ppm)的溴甲烷可使费托合成中二氧化碳生成比例从30%骤降至不到1%[2] - 该突破性成果由中国科学院山西煤炭化学研究所和北京大学化学与分子工程学院合作完成 并发表于《科学》期刊[2] - 溴原子在催化剂表面形成保护膜 改变反应微环境 像门卫一样有效阻止副反应通道 同时允许正常反应进行[3] 技术影响与前景 - 该技术破解了费托合成高碳排放难题 为在双碳目标下推动煤、天然气、生物质等碳资源的绿色转化提供了新路径[2] - 这种通过微小添加剂调控催化剂表面微环境以引导不同反应轨迹的思路 是一种以小博大的技术策略[3] - 该方法不仅适用于铁基催化剂 还有望推广到其他反应体系 可能成为未来绿色化工的重要方向[3]