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刘小浩教授课题组以最简便的“机械混合”策略构建“氧化物-费托催化剂界面,Oxide-FTCat Interface”调控合成气铁基费托合成反应稳定性的研究成果“Study on the regulation of Fischer-Tropsch synthesis catalytic performance by mixing oxides with iron-based catalysts” inJournal of Fuel Chemistry and Technology,2025, 53(8), 1212–1222”被国际工程领域著名科技机构Advances in Engineering(简称为AIE)遴选为“通用工程领域关键科学文章”,并以“Interfacial Oxide Modulation for Stabilizing Iron-Based Fischer–Tropsch Catalysts viaMechanicallyPowder-Mixing Strategies”为题进行了重点专题报道。


评论观点文章认为:铁基费托合成在反应过程中十分容易发生无定形碳和石墨碳的快速集聚,导致催化剂失活和选择性变化,研究者通常设法通过助剂调节、载体改性设计或活化过程优化来改善积碳引起的各种问题,然而这些策略使得合成和操作过程变得复杂,限制了工业应用过程中期望的简易规模化。91视频
刘小浩教授及其同事证实铁基催化剂与氧化物的简单混合即可重构铁基催化剂的表面化学,该过程能重新分布催化剂表面的电子密度,而不只是酸性,这将决定氧化物能否减慢“碳的成核”。二氧化硅(SiO2)和氧化镁(MgO)被证实作为特别有效的氧化物提升剂,这对长期以来的关于酸-碱性对费托合成反应性能的影响的讨论变得微妙。这个发现可延伸拓展到其他催化体系,特别是当过度碳化、结焦或者碳化物形成,从而破坏催化剂的长期稳定性。
对于费托合成工业过程,催化剂的寿命直接影响经济性,采用一个简单的方法能实现稳定的合成气高转化率显得特别重要。“机械混合法”容易规模化、避免了复杂的合成技术路线,且可通过氧化物的选择进行“裁剪设计”。从这项研究构建的“概念框架”(Oxide-FTCat Interface)来衔接界面电子修饰和碳化控制,或许将引导下一代高温低碳操作的铁基催化剂的设计与开发。简而言之,刘小浩教授课题组提出并介绍了一种强有力的策略来调节铁基催化剂的稳定性,该策略无需通过改变催化剂的本身化学组成来实现。

Fig. 1Regulating catalytic performance of FeZnNa catalyst by mechanically mixing strategy with various oxides
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AIE报道链接://advanceseng.com/interfacial-oxide-modulation-for-stabilizing-iron-based-fischer-tropsch-catalysts-via-mechanically-powder-mixing-strategies/
论文原文链接://doi.org/10.1016/S1872-5813(25)60534-2