12月4日，國(guó)際著名期刊《自然-通訊》（Nature Communications）在線發(fā)表了我校李金林教授、王立副教授團(tuán)隊(duì)與廈門(mén)大學(xué)王野教授合作的題為“Stabilization of ε-iron carbide as high-temperature catalyst under realistic Fischer-Tropsch synthesis conditions”的學(xué)術(shù)論文。我校為該論文的第一署名單位。這是我校作為第一單位首次在該雜志上發(fā)表學(xué)術(shù)論文。
費(fèi)-托合成技術(shù)是將煤、天然氣、生物質(zhì)經(jīng)合成氣轉(zhuǎn)化為清潔液體燃料和高附加值化學(xué)品的最佳途徑之一。鐵基催化劑因價(jià)格低廉、可適用于不同的合成氣氫碳比和反應(yīng)條件、可生產(chǎn)低碳烯烴和高附加值含氧化合物等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于工業(yè)費(fèi)-托合成過(guò)程。ε-Fe2C是鐵基催化劑中活性最高的活性相，但在高溫條件下很難保持穩(wěn)定，如何獲得高溫穩(wěn)定的ε-Fe2C催化劑，并揭示其在實(shí)際工業(yè)費(fèi)-托合成反應(yīng)中的構(gòu)效關(guān)系，對(duì)理論研究和工業(yè)應(yīng)用都具有重要意義。李金林教授、王立副教授團(tuán)隊(duì)的研究為闡明鐵基催化劑活性相構(gòu)效關(guān)系，開(kāi)發(fā)高活性、高穩(wěn)定性的工業(yè)鐵基費(fèi)-托合成催化劑提供了一種行之有效的方法。
該團(tuán)隊(duì)于2014年就開(kāi)展了鐵基費(fèi)-托合成催化劑的活性相調(diào)控的研究工作。經(jīng)過(guò)多年的努力，他們成功設(shè)計(jì)合成了一種石墨烯層包裹限域的ε-Fe2C納米材料，這種納米材料在工業(yè)費(fèi)-托合成條件下具有優(yōu)異的活性和穩(wěn)定性，是迄今為止文獻(xiàn)報(bào)道的活性最高的鐵基費(fèi)-托合成催化劑。進(jìn)一步的研究表明，這種納米材料中的ε-Fe2C物相在高溫下能保持穩(wěn)定存在，實(shí)驗(yàn)和量子化學(xué)理論計(jì)算研究證明石墨烯包裹層有助于抑制ε-Fe2C在高溫下的相變和積碳。
此項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金石化聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和湖北省重大科技創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目資助。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-20068-5。
據(jù)悉，李金林教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于碳基資源催化轉(zhuǎn)化技術(shù)的基礎(chǔ)研究和工業(yè)應(yīng)用開(kāi)發(fā)。在Nature Communications、ACS Catalysis、《中國(guó)科學(xué)》等期刊發(fā)表了一系列高水平研究論文，獲中國(guó)發(fā)明專利授權(quán)16項(xiàng)，獲湖北省自然科學(xué)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，開(kāi)發(fā)的高效費(fèi)-托合成催化劑已成功應(yīng)用于千噸級(jí)煤、天然氣合成油中試裝置及萬(wàn)噸級(jí)生物質(zhì)合成油商業(yè)示范裝置。
