兰州化物所二氧化碳加氢合成高碳醇获新进展

　　近日，中国科学院兰州化学物理研究所低碳催化与二氧化碳利用全国重点实验室的研究团队在这方面取得了重要进展，他们成功将二氧化碳转化为高价值的化工原料——含有两个或更多碳原子的高碳醇，既能减少二氧化碳排放，又能满足日益增长的能源和化学品需求。

　　将二氧化碳转化为高价值的液体燃料，特别是高碳醇，是当前能源与环境领域的研究热点。高碳醇作为重要的化工原料和燃料，需求量巨大，同时利用“绿氢”与二氧化碳合成高碳醇，能够有效降低二氧化碳排放，实现能源的可持续发展。然而，二氧化碳性质稳定，反应过程复杂，碳原子之间的“手拉手”过程（C-C偶联）难以精确控制，导致合成效率不高，一直是该领域面临的挑战。

　　针对上述难题，研究人员首先构建了一种特殊的铁基催化剂，并在上面“涂抹”了镍和钾两种元素。这种催化剂就像一个“超级工厂”，能够以每克催化剂每小时317毫克的效率将二氧化碳转化为高碳醇，并且可以稳定运行300个小时。

　　为了进一步提高效率和产品质量，研究人员又巧妙地设计了一种“接力”式的反应过程。他们将整个反应过程分成3步，就像流水线一样，第一步是二氧化碳加氢，第二步是烯烃氢甲酰化（简单来说，就是将较小的分子变成更大的分子），第三步是醛加氢。通过这种“接力催化”，最终高碳醇的产量大幅提升，达到每克催化剂每小时980.5毫克，选择性也高达55%。更重要的是，由于氢甲酰化的作用，产物中含有三个或更多碳原子的高碳醇比例也显著提高，达到75.6%，有效提高了碳原子的利用率。

　　这项研究的关键在于新型催化剂的设计和“接力催化”策略的运用。通过精心调控催化剂的成分和结构，研究人员实现了对反应过程的精准控制，从而提高了效率和选择性。

　　这项成果发表在国际顶级化学期刊《ACSCatalysis》上，为二氧化碳的资源化利用开辟了新的道路，也为实现碳中和目标提供了新的技术支撑。这项研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委甘肃省重大科技专项以及低碳催化与二氧化碳利用全国重点实验室的支持。（记者 张云文）