晶格匹配指导hcp型Co基费托合成的设计

发布时间: 2025-03-27

基本信息

合作方式：委托开发

成果类型：发明专利

行业领域：

新材料技术,高分子材料

成果介绍

发展以费托合成为基础的合成气转化技术能有效降低我国对化石燃料的过度依赖，促进能源结构向可持续方向转型，保障我国能源安全。相对于Fe基催化剂，Co基催化剂具有活性高、稳定性好以及重质烃选择性高的优势。Co基催化剂中Co活性相颗粒在反应过程中通常以立方晶型fcc-Co的形式存在。六方晶型的hcp-Co具有更高的活性和C5+选择性。定向合成hcp型Co催化剂能够进一步提高催化剂效率，为工业催化剂的优化提供指导。然而，费-托合成Co催化剂需要在反应器中利用氢气原位活化，还原得到的 Co颗粒晶型极难预测。在本研究成果中，我们利用ZnO和六方晶型CoO之间超高的晶格匹配来稳定亚稳态的六方CoO。六方CoO可作为hcp型Co的前驱体。本技术相对于传统的RCR(还原-碳化-还原)技术不仅能大幅度缩减处理温度和时间，还能够防止活性相颗粒团聚，提升催化性能。

成果亮点

晶格匹配机制可设计六方HCP型Co活性相，用于提高费托合成反应性能。通过精确控制晶格常数，减少晶格畸变，优化催化活性。HCP-Co作为催化剂活性相，在费托合成中表现出高活性和选择性。

团队介绍

长期从事费-托合成催化剂以及C1小分子热催化转化催化剂的设计合成与构效关系研究，在费-托合成钴基、铁基催化剂活性相的设计与合成方面具有丰富经验。以第一/通讯作者在Nat. Commun.、ACS Catal.、ACS Mater. Lett.、Appl. Catal. B: Environ.、Small等学术期刊上发表论文10余篇。获得授权专利3项，主持国家自然科学基金青年项目1项。

成果资料