日前，中科院大連化學(xué)物理所航天催化與新材料研究中心研究員王曉東團(tuán)隊(duì)在化學(xué)鏈法制合成氣方面取得新進(jìn)展。研究人員利用反應(yīng)過程中鐵基鈣鈦礦和鐵基復(fù)合氧化物間的智能切換，實(shí)現(xiàn)由甲烷或水—二氧化碳高選擇性制備合成氣。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《自然》集團(tuán)新刊《通訊化學(xué)》上。
　　化學(xué)鏈最初作為一種新型燃燒理念被提出，其目標(biāo)是利用金屬氧化物作為氧載體，取代昂貴的分子氧來循環(huán)反復(fù)供氧，與傳統(tǒng)燃燒方式相比，它具有更高的能源利用效率和更高的經(jīng)濟(jì)性。后來，化學(xué)鏈法逐漸被推廣應(yīng)用至甲烷制合成氣、乙烷氧化脫氫、甘油重整、水分解制氫等催化反應(yīng)中。設(shè)計(jì)合成兼具高活性、選擇性、儲(chǔ)放氧能力和良好穩(wěn)定性的氧載體是化學(xué)鏈法過程的難點(diǎn)所在。
　　研究團(tuán)隊(duì)在航天綠色動(dòng)力用耐高溫催化劑（鈣鈦礦、六鋁酸鹽等）方面已有多年的研究積累，在此基礎(chǔ)上，制備了具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鐵基復(fù)合氧化物，不僅可以穩(wěn)定高價(jià)態(tài)鐵離子，經(jīng)甲烷還原后，近50%鐵離子可深度還原為零價(jià)，具有較高儲(chǔ)放氧能力，而且原位形成鐵基復(fù)合氧化物的核殼結(jié)構(gòu)，有效避免氧化鐵與甲烷的直接接觸進(jìn)而抑制積碳的產(chǎn)生，合成氣選擇性達(dá)95%以上。該核殼結(jié)構(gòu)中間體在以二氧化碳和水混合氣為再生氣時(shí)，可實(shí)現(xiàn)二氧化碳—水高選擇性制備合成氣。
　　相關(guān)論文信息：DOI: 10.1038/s42004-018-0050-y
　　（原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2018-09-13 第1版 要聞)