高效，可持续发展的运输燃料生产是满足不断增长的全球需求的关键。由气液化（GTL）或煤液化（CTL）等过程生产的燃料已成为从原油衍生的传统燃料的极有吸引力的替代品。GTL和CTL工艺允许原料多样化并产生超净燃料，而GTL和CTL中的关键步骤是合成气（一氧化碳和氢气的混合物）催化转化为碳氢化合物，也称为费托合成（FT）。 然而，FT以及GTL和CTL工艺在很大程度上依赖于高效且稳定的催化剂。因此，开发具有高活性和选择性催化剂至关重要。FT合成是一个复杂的反应，通常由金属或卡宾形式的后过渡金属催化。研究表明，在此类催化表面上的速率控制步骤需要在CO解离，除水，链增长和链增长终止之间取得平衡，以实现最佳的FT性能。但是，没有一个金属表面同时显示这些特性。而双金属纳米颗粒和反应性载体材料的结合提供了独特而复杂的相互作用，因此可用于改善催化剂性能。

有鉴于此，荷兰乌得勒支大学Krijn .P. de Jong报道了将可还原金属氧化物上的钴镍纳米颗粒作为载体材料，以提高FT合成的性能。

文章要点

1）研究人员研究了负载在可还原（TiO₂和Nb₂O₅）和不可还原（α-Al₂O₃）氧化物上的不同钴镍比（Ni /（Ni+Co）：0.0、0.25、0.50、0.75以及1.0 at/at） 。在1 bar下，Co-Ni纳米颗粒负载在TiO₂和Nb₂O₅上，并表现出稳定的催化性能，高活性和对长链碳氢化合物（C₅₊，80 wt.％）的高选择性。相反，在整个实验过程中，独立于金属组成负载在α-Al₂O₃上的催化剂显示出较低的活性，较高的甲烷生成量和相当大的失活。而在20 bar的压力下，钴和镍的组合负载在可还原的氧化物上，从而使镍可取代25％至50％的钴，从而提高了FT活性，并且不会牺牲太多的C₅₊选择性。

2）吸附的CO的STEM-EDX和IR表明，纳米颗粒表面的钴富集，并且TiO₂和Nb₂O₅而α-Al₂O₃上负载的Co-Ni中CO的吸附较弱，从而改变了速率确定步骤和催化性能。

总的来说，该研究工作显示出可还原的金属氧化物作为双金属纳米颗粒的载体材料的强大作用和潜力，以增强催化性能。

Carlos Hernández Mejía, Cobalt-Nickel Nanoparticles Supported on Reducible Oxides as Fischer-Tropsch Catalysts, ACS Catal., 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c00777

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c00777