团队研究沸石在合成气转化催化剂中的重要性

当今使用的燃料严重依赖石油。随着需求的增长，科学家们正在寻找生产不需要石油的燃料的方法。一个研究小组着手研究沸石在合成气转化为燃料中的作用。为了更好地了解沸石如何调节反应途径，他们回顾了使用含沸石催化剂进行合成气转化的最新进展。

他们的评论论文发表在《CarbonFuture》杂志上。

作为依赖石油的燃料的替代品，长期以来，科学家们一直将合成气作为解决方案。合成气是一氧化碳和氢气的混合物很容易从煤炭、天然气和生物质中获得。大约一百年来，科学家们一直在研究如何将合成气转化为有价值的燃料和化学品。

费托合成(FTS)是科学家将合成气转化为碳氢化合物的成功途径。这种流行的转换方法是由FranzFischer和HansTropsch在20年代发明的。在此过程中，一系列化学反应产生碳氢化合物。科学家使用各种模型来确定FTS过程的选择性。最简单且使用最广泛的是安德森-舒尔茨-弗洛里(ASF)模型。

一般来说，传统FTS方法产生的产品遵循Anderson-Schulz-Flory模型并且受到限制。例如，烯烃、烷烃和汽油馏分的含量有限值仅约为58%和48%。科学家需要一种方法来优化FTS过程中的产品分布。但这仍然是一个挑战。

科学家发现，沸石有效优化了传统FTS方法之外的反应路径。沸石是水合铝硅酸盐矿物。它们是固体，但具有三维晶体结构，使它们能够轻松吸收和失去液体。

沸石的作用是调节反应过程。利用沸石，科学家们已经能够提高汽油、喷气燃料和柴油的选择性。这些结果比Anderson-Schulz-Flory模型的结果有所改进。他们还利用沸石催化剂获得了大量芳烃产品。

浙江大学化学与生物工程学院教授王亮表示：“鉴于这些结果，我们认为有必要回顾和讨论沸石在合成气转化中的重要性的最新进展。”

研究小组回顾了含沸石催化剂的费托合成的最新进展。他们还研究了沸石的作用及其结构与性能的相互作用。“基于催化机理，预计沸石的合理设计将有助于开发更有效的催化剂和反应过程。”王说。

通过研究，该团队确定沸石可以有效优化传统FTS过程之外的反应途径。他们认为沸石辅助的合成气转化仍在增长。

他们对未来研究可能关注的领域提出了几项建议。到目前为止，大部分已使用铝硅酸盐沸石，与FTS催化剂一起使用。该团队建议在未来的研究中应考虑更多沸石特性。

在原子尺度上探索催化材料的结构-活性关系的科学家们从原位表征和理论模拟方法的进步中受益匪浅。该团队建议该领域未来的研究重点是人工智能与海量数据的结合。

以这种方式关注将使研究人员能够通过更好地理解基本步骤来设计催化剂结构。王说：“这将为理解反应机理并最终设计相应的沸石提供基础和研究方向。”