合成氣（H?2和CO的混合物）是煤、天然氣、CO?2甚至含碳廢物等非石油碳資源利用的重要平臺(tái)，其催化轉(zhuǎn)化為烴類(lèi)產(chǎn)品引起了廣泛的研究關(guān)注最近幾年。與傳統(tǒng)的費(fèi)托(FT)催化劑相比，金屬位點(diǎn)上C-C鏈的形成是無(wú)法控制的，并且碳?xì)浠衔锏姆植际馨驳律?舒爾茨-弗洛里(ASF)分布控制。根據(jù)ASF理論，禁止形成具有高辛烷值的支鏈烴，線(xiàn)性汽油范圍烴（C?5?-C?11）的最大選擇性限制在48%。提高C?5的選擇性-C?11，一種由金屬氧化物和Zeolite組成的新型雙功能催化劑被發(fā)現(xiàn)。這些催化劑在兩個(gè)不同的位點(diǎn)將CO活化（轉(zhuǎn)化為甲醇或乙烯酮）和C–C偶聯(lián)分離，從而能夠以極高的選擇性精確合成C?5–?C?11。然而，到目前為止，還沒(méi)有研究異鏈烷烴的形成機(jī)理以及與常規(guī)FT/沸石催化劑的比較。

近日，廈門(mén)大學(xué)王葉教授課題組設(shè)計(jì)了一種由尖晶石ZnAlO x和具有十元環(huán)通道的一維SAPO-11沸石組成的雙功能催化劑。發(fā)現(xiàn)合適的SAPO-11沸石微孔尺寸、高壓、適中的溫度和雙功能組分之間的近距離可以促進(jìn)C 5 -C 11汽油范圍烴的形成。在優(yōu)化條件下，C 5 -C 11范圍烴的選擇性可以達(dá)到79%，CO轉(zhuǎn)化率為24%，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的FT工藝。有趣的是，ZnAlO x /SAPO-11催化劑可以?xún)?yōu)先催化形成異鏈烷烴，C 5 -C 11范圍內(nèi)的異鏈烷烴與正鏈烷烴的比例高達(dá)13。此外，大多數(shù)烴分子是單支鏈的。考慮到SAPO-11的微孔只能容納直鏈烴分子，提出單支化異構(gòu)體的形成遵循孔口催化機(jī)制，即直鏈烴的異構(gòu)化只能發(fā)生在孔口區(qū)域附近，天然沸石通道。相比二支化的異構(gòu)體，該單支化異構(gòu)體被酸位點(diǎn)裂解的傾向較低，因此可以在惡劣的反應(yīng)條件下存活。這可能是ZnAlO x /SAPO-11的產(chǎn)物選擇性在反應(yīng)過(guò)程中非常穩(wěn)定的原因之一。這項(xiàng)工作展示了C1化學(xué)中孔口催化的第一個(gè)例子，并初步揭示了異鏈烷烴在新興雙功能氧化物沸石催化劑上的形成機(jī)制。

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