三相电催化&聚合物级乙烯提纯的新进展

来源：中国科学院 编辑：LIU Jia

在 Nature Catalysis 在线发表的一项研究中，中国科学院理化技术研究所 (TIPC) 的张铁锐教授、莱斯大学的汪淏田教授及其合作者在室温下实现了高性能的电化学乙炔还原。且较传统热催化在能量与原子经济性等方面表现出了突出优势。

乙烯是石化工业的关键。工业乙烯来自于碳氢化合物（如石脑油）的裂解。裂解产物中不可避免地含有0.5-2.0%的乙炔杂质，这将毒害用于乙烯聚合的Ziegler-Natta催化剂，影响聚合物产品的质量。因此，有必要在聚合前将乙炔杂质的浓度降低到百万分之一（ppm）。

乙炔热加氢广泛应用于乙炔选择性转化生产聚合物级乙烯。但是，它需要超过100℃的工作温度和过量的氢气。乙烯将过度氢化为乙烷。

研究人员在这项研究中开发了一种“气-固-液”三相电催化乙炔还原（EAR）系统。以层状双氢氧化物为原料制备的纳米材料Cu/Cu2O可作为催化剂，在室温下实现富乙烯原料气中乙炔的选择性还原。

乙炔转化率达99.9%，乙烯选择性达90%以上。乙炔浓度从5000ppm降至1ppm以下。EAR系统的核心指标（乙炔转化率、乙烯选择性、氢体积、反应温度和比速率）优于大多数热加氢研究。

三相电催化系统只需要相当于乙烯市场价格0.5%的电费。很有可能成为现有乙炔转化技术的替代品，用于生产聚合物级乙烯。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41929-021-00640-y

原文链接：http://english.cas.cn/newsroom/research_news/chem/202107/t20210713_275843.shtml

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