低碳烯烃，即C₂=C₄-烯烃是生产各种化学品(如聚合物、药物和溶剂)的关键原料。传统上，主要通过天然气中大分子烷烃的高温催化裂解和低碳烷烃的脱氢来生产低碳烯烃。由于石油储量的日益枯竭，开发低碳烯烃生产的替代技术具有重要意义。这使得通过C−C偶联反应路径将C₁化合物（例如，CH₄、CH₃OH和CO）转化为烯烃引起了人们极大的关注。

近日，南佛罗里达大学Babu Joseph，John N. Kuhn报道了发现了一种选择性稳定的Al₂O₃负载的In促进的Fe催化剂（10 mol% In）。利用该催化剂，在400 °C、5 bar条件下，CO转化率为10%时，合成气（H2/CO比为2：1）转化为烯烃时，具有高选择性（45%），且具有显著的稳定性（72 h）。

文章要点

1）X-射线光电子能谱分析结果表明，In的加入改变了Fe表面附近Fe的化学键状态和Fe/In组分，从而影响了催化剂的催化活性。

2）稳态同位素瞬态动力学分析（SSITKA）表明，掺入Fe后，催化剂表面出现了更稳定的CH_x碎片，促进了C−C偶联反应生成烯烃。而在Al₂O₃载体上的Fe催化剂中引入In可以降低CO的活化能。其对降低加氢活性有更大的影响，这实现了更多的C−C偶联和类似的“烯”加氢。此外，减弱CO在位置和强度上的吸附都会促使CO向烃类而不是CO₂方向进行。

参考文献

Yang He, et al, Selective and Stable In-Promoted Fe Catalyst for Syngas Conversion to Light Olefins, ACS Catal.2021

DOI: 10.1021/acscatal.1c04334

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c04334