包信和&邓德会Chem综述：C1化学的选择性催化

Nanoyu

2020-09-25

C1分子（例如CO，CO₂，CH₄，CH₃OH）的催化转化为燃料和增值化学品是化学工业中至关重要的过程，其与能源和环境影响密切相关。但是，由于复杂和可变的转化过程，选择性控制，节能和减排仍然是C1化学面临的巨大挑战。

有鉴于此，中科院大连化物所包信和院士，邓德会研究员简要综述了过去十年中C1分子转化的最新进展和里程碑。

文章要点

1）作者着重总结了新的催化反应过程，例如将甲烷直接转化为乙烯，芳烃和氢气（MTOAH），室温甲烷转化，将合成气转化为轻质烯烃的氧化物-沸石（OX-ZEO）工艺，将CO₂加氢为醇和烃的方法，电催化将CO还原为乙烯（ECOTE），室温电化学水煤气变换（RT-EWGS）以及光驱动的甲醇为乙二醇（MTEG）。

2）作者最后指出，尽管C1分子转化已经取得了很大的进步，但是仍面临许多挑战需要解决，包括：i）CH₄的化学惰性是C1化学中最具挑战性的反应过程；ii）合成气转化和CO₂加氢成C₂₊烃类产品是C1化学领域中极具研究吸引力。然而，这两个反应中的产物通常都遵循ASF分布，因此很难实现对特定产物的高选择性；iii）规模化制氢的WGS反应受到贵金属的高成本和低储量的严重限制；iv）从扩大生产规模的角度来看，如何以高能源效率实现单一产品的高产量仍然是一个巨大的挑战。

Liu et al., Catalysis for Selected C1 Chemistry, Chem (2020)

DOI：10.1016/j.chempr.2020.08.026

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.08.026