合成氣（H?2和CO的混合物）是煤、天然氣、CO?2甚至含碳廢物等非石油碳資源利用的重要平臺，其催化轉(zhuǎn)化為烴類產(chǎn)品引起了廣泛的研究關(guān)注最近幾年。與傳統(tǒng)的費托(FT)催化劑相比，金屬位點上C-C鏈的形成是無法控制的，并且碳氫化合物的分布受安德森-舒爾茨-弗洛里(ASF)分布控制。根據(jù)ASF理論，禁止形成具有高辛烷值的支鏈烴，線性汽油范圍烴（C?5?-C?11）的最大選擇性限制在48%。提高C?5的選擇性-C?11，一種由金屬氧化物和Zeolite組成的新型雙功能催化劑被發(fā)現(xiàn)。這些催化劑在兩個不同的位點將CO活化（轉(zhuǎn)化為甲醇或乙烯酮）和C–C偶聯(lián)分離，從而能夠以極高的選擇性精確合成C?5–?C?11。然而，到目前為止，還沒有研究異鏈烷烴的形成機理以及與常規(guī)FT/沸石催化劑的比較。

近日，廈門大學王葉教授課題組設(shè)計了一種由尖晶石ZnAlO x和具有十元環(huán)通道的一維SAPO-11沸石組成的雙功能催化劑。發(fā)現(xiàn)合適的SAPO-11沸石微孔尺寸、高壓、適中的溫度和雙功能組分之間的近距離可以促進C 5 -C 11汽油范圍烴的形成。在優(yōu)化條件下，C 5 -C 11范圍烴的選擇性可以達到79%，CO轉(zhuǎn)化率為24%，遠高于傳統(tǒng)的FT工藝。有趣的是，ZnAlO x /SAPO-11催化劑可以優(yōu)先催化形成異鏈烷烴，C 5 -C 11范圍內(nèi)的異鏈烷烴與正鏈烷烴的比例高達13。此外，大多數(shù)烴分子是單支鏈的。考慮到SAPO-11的微孔只能容納直鏈烴分子，提出單支化異構(gòu)體的形成遵循孔口催化機制，即直鏈烴的異構(gòu)化只能發(fā)生在孔口區(qū)域附近，天然沸石通道。相比二支化的異構(gòu)體，該單支化異構(gòu)體被酸位點裂解的傾向較低，因此可以在惡劣的反應(yīng)條件下存活。這可能是ZnAlO x /SAPO-11的產(chǎn)物選擇性在反應(yīng)過程中非常穩(wěn)定的原因之一。這項工作展示了C1化學中孔口催化的第一個例子，并初步揭示了異鏈烷烴在新興雙功能氧化物沸石催化劑上的形成機制。

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