[00328125]合成气直接制备低碳烯烃

使用不添加助剂的 Fe₅C₂ 催化剂，在光照和常压的条件下可使 CO 的转化率达到 50% ，在烃类产物中可以得到 56% 的低碳烯烃（烯 / 烷比高达 11 ）， CO₂ 的选择性低至 18% ，且催化剂具有优异的循环稳定性。

首先 Fe₅C₂ 催化剂在整个太阳光谱中具有良好的光吸收，出色的光热效果（在光热条件下催化剂表面温度可以升到 ~500 ^oC ）改变了催化剂 对产物的 选择性。相 比较 ，传统热催化转化合成气反应在 该 温度下，烷烃产物却以甲烷为主（选择性为 95% ）， CO₂ 的选择性高达 36% ； 其次 Fe₅C₂ 催化剂表面在光照条件下原位形成了微量 O 原子修饰的 Fe₅C₂-O 异质结构，该独特的结构 以及催化剂对光电吸收 促进烯烃 快速 脱附，避免其进一步加氢生成烷烃，从而提高烯烃的选择性。通过比较基态（热催化反应）和激发态（光催化反应）下烯烃和烷烃的吸附能量值，发现表面 O 原子可以 改变 Fe₅C₂ 表面的局部电子结构和光学带隙，使反应更趋向于低碳烯烃的生成。