近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员邓德会、副研究员于良团队与厦门大学王野教授团队合作，在合成气直接制多碳醇研究中取得新进展。合作团队利用钾修饰的富边结构硫化钼催化剂，实现了合成气高活性、高选择性制多碳醇，为催化剂活性中心纳米结构与微环境的理性设计提供了借鉴。相关成果发表在《自然—通讯》上。
多碳醇，指含有2个碳原子以上的醇（即C2+OH），其被广泛用作化工原料、燃料、燃料添加剂和溶剂等。合成气制C2+OH是煤、天然气和生物质等非石油基碳资源的高值化转化的重要途径之一。该反应涉及两个关键步骤：C-O断键和C-C偶联。对这两个步骤的精准调控是实现合成气高活性、高选择性制C2+OH的关键，其具有挑战性。
合作团队基于纳米孔道限域生长机制，合成了钾助剂修饰的、具有丰富边结构且尺寸均一的二维硫化钼纳米片阵列催化剂，其在240℃、50bar下，实现了17%的一氧化碳转化率和45.2%的C2+OH选择性。合作团队通过调变MoS2的边/面比，可实现产物中C2-4OH/CH3OH比例从1/2.4逆转为2.2/1，并且C2+OH产物中C2-4OH的占比超过99%。机理研究显示，边硫空位比面内硫空位具有更高的C-O断键和C-C偶联活性，促进了碳链增长。并且，钾助剂通过与醇羟基的静电作用，促进了醇分子的脱附，两者结合实现合成气高活性、高选择性制C2-4OH。
该工作为合成气转化新型催化剂的开发提供了新思路。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-42325-z
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