合成氣直接轉(zhuǎn)化為乙醇是一種很有前景的可持續(xù)生產(chǎn)高附加值化學(xué)品和燃料的途徑。由于Fe促進(jìn)的Rh基催化劑對(duì)乙醇具有顯著的活性和選擇性，長(zhǎng)期以來(lái)一直得到廣泛的研究。但是，由于傳統(tǒng)方法制備多相催化劑本身具有復(fù)雜性，在反應(yīng)條件下，人們對(duì)于催化劑的結(jié)構(gòu)以及Rh-Fe之間相互作用的本質(zhì)仍知之甚少。
有鑒于此，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH Zürich）Christophe Copéret等報(bào)道，通過(guò)表面有機(jī)金屬化學(xué)構(gòu)建了結(jié)構(gòu)明確的RhFe@SiO2模型催化劑，該催化劑由負(fù)載在SiO2上的粒徑小且分布非常窄的納米顆粒組成。
本文要點(diǎn)：
（1）
這種RhFe@SiO2催化劑能夠?qū)⒑铣蓺廪D(zhuǎn)化為乙醇，在CO轉(zhuǎn)化率為8.4%時(shí)，所有產(chǎn)物中的乙醇總選擇性達(dá)到38%，并且未加促進(jìn)劑的Rh@SiO?催化劑主要生成甲烷（選擇性>90%），且沒(méi)有乙醇生成。
（2）
原位X射線吸收光譜和FTIR光譜表征結(jié)果表明，RhFe@SiO2催化劑對(duì)應(yīng)于一種Rh-Fe合金，Rh/Fe的比例為~3:1，同時(shí)存在殘余的二價(jià)Fe單原子位點(diǎn)。這種合金在工作條件下非常穩(wěn)定，有助于實(shí)現(xiàn)高活性和高乙醇選擇性。
參考文獻(xiàn)
Wei Zhou, Scott R. Docherty, Erwin Lam, Christian Ehinger, Xiaoyu Zhou, Yuhui Hou, Paco Laveille, and Christophe Copéret*, Conversion of Syngas to Ethanol over a RhFe Alloy Catalyst, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.5c01751
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c01751
