近日，天津大學(xué)化工學(xué)院李新剛教授團(tuán)隊聯(lián)合日本國立富山大學(xué)的椿范立教授在費(fèi)托合成領(lǐng)域取得了突破性研究成果。
    該研究團(tuán)隊設(shè)計并開發(fā)出一種“西瓜子”結(jié)構(gòu)的鈷/二氧化硅催化劑，精確控制了鈷晶粒尺寸，并通過結(jié)構(gòu)限域效應(yīng)阻止反應(yīng)過程中鈷的團(tuán)聚和燒結(jié)。他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)鈷晶粒尺寸為7納米左右時柴油餾分產(chǎn)品選擇性高達(dá)60%以上，當(dāng)鈷晶粒尺寸為11納米左右時汽油餾分產(chǎn)品選擇性可達(dá)60%以上，是費(fèi)托合成研究領(lǐng)域的一個重要突破。同時，研究結(jié)果還打破了傳統(tǒng)認(rèn)知：即具有較大鈷晶粒尺寸的催化劑會得到較重的費(fèi)托合成產(chǎn)品，如柴油、石蠟等。
    煤基合成氣可通過費(fèi)托合成反應(yīng)在金屬鈷等催化劑上制取清潔液體燃料。然而，費(fèi)托合成產(chǎn)品在理論上受ASF分布的限制。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，初級費(fèi)托合成產(chǎn)品需要在其他催化劑(如酸性催化劑)輔助下經(jīng)過二次反應(yīng)來提高目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性。
    目前，國際上鈷價格高居不下，小尺寸鈷催化劑的成功開發(fā)將減少催化劑中鈷的用量，節(jié)省大量鈷資源，大幅度降低工業(yè)成本，對我國能源、資源的可持續(xù)發(fā)展起到重要的促進(jìn)作用。