洁净煤技术

作者：韩建翔, 崔喜雯, 孙剑

关键词：CO₂加氢,烯烃,CO中间体路线,双功能催化剂,反应机理

在全球气候变化和能源结构转型的背景下，CO2的高效转化与利用成为实现“双碳”目标的关键路径之一。烯烃作为重要的化工原料，其传统生产方式高度依赖化石资源，导致高能耗与高碳排放。因此，利用绿氢将CO2催化加氢转化为烯烃，不仅有助于减少温室气体排放，还能缓解对石化资源的依赖。基于此，系统综述了近年来CO2加氢制烯烃领域的研究进展，重点探讨了催化剂的设计和催化机理。首先，概述了CO2加氢制烯烃的主要技术路线，包括CO中间体路线和甲醇中间体路线。随后，阐述了催化剂的设计策略，包括主催化剂的选择（如铁基、钴基催化剂）、助剂的添加（如碱金属、过渡金属助剂）以及载体的优化（如金属氧化物、碳材料载体）。这些策略通过调控催化剂的电子结构、表面酸碱性以及活性位点的暴露，显著提升了CO2加氢制烯烃的催化性能。在催化机理方面，深入分析了CO中间体路线和甲醇中间体路线的反应机理。CO中间体路线涉及CO2的吸附与活化、CO的生成与扩散以及费托过程中的C-C偶联与加氢等步骤，而甲醇中间体路线则通过串联反应实现CO2到烯烃的转化，突破了Anderson-Schulz-Flory分布的限制，显著提高了低碳烯烃的选择性。最后，展望了未来CO2加氢制烯烃技术的发展方向，包括开发更高效、更稳定的催化剂体系，以及设计多级反应器或膜反应器等新型反应器，以提高反应效率。综上，综述了CO2加氢制烯烃催化剂的设计与催化机理，分析了不同技术路线和催化剂策略的优势与不足，并提出了未来研究的方向和重点。随着绿色化学和可持续发展理念的深入推广，CO2加氢制烯烃技术有望成为实现碳中和目标的重要途径之一。

来源：2025年第6期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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