NiO/Ni纳米结构可见光驱动费托合成制备高级烃类

　　CO加氢高温高压制备高级烃类是一种重要的煤间接液化技术(又称费托反应)，被认为是一种替代石油、实现煤碳能源洁净高附加值利用的重要途径，受到学术界和工业界的极大关注。常用的费托合成催化剂有Ru、Co、Fe基等催化剂。Ni基催化剂虽然被广泛应用于加氢化工反应，但是由于其C-C偶联效率低，趋于催化生成低值的甲烷，因此Ni基催化剂又被称为甲烷化催化剂。当前，基于费托反应发展一条清洁、绿色的新型能源合成路线，特别在温和条件下提高 Ni基催化剂选择合成高附加值碳烃，依然面临严峻的挑战。相比于传统的高温高压热催化转化过程，太阳能光催化技术可在常温常压下直接利用太阳能驱动一系列重要的化学反应，已经成为一种理想的洁净能源生产途径和环境治理新技术而备受瞩目。中国科学院理化技术研究所张铁锐研究员课题组、北京大学马丁课题组，中科院山西煤炭化学研究所温晓东课题组，合作合成了部分NiO层修饰Ni的纳米结构，可以低温常压可见光驱动CO加氢制备高级烃类，C2+选择性高达60%，且催化稳定性优越。相关的研究成果发表在《Angew. Chem. Inter. Ed.》上。 

　　图1利用北京同步辐射装置（BSRF）1W1B-XAFS实验站开展的X射线吸收谱等实验技术证明该纳米颗粒由部分NiO层修饰Ni纳米结构组成。 

　　利用北京同步辐射装置（BSRF）1W1B-XAFS实验站开展的X射线吸收谱等实验技术证明该纳米颗粒由部分NiO层修饰Ni纳米结构组成。表面NiO层和Ni纳米颗粒之间丰富的界面，改变了NiO/Ni纳米结构的电子环境。该独特的结构实现了可见光下CO的活化，进一步促进了催化剂表面的C-C偶联，成功实现了高碳烃的生成，且催化剂循环稳定性良好。而没有界面结构的NiO和Ni纳米颗粒没有明显的高碳烃生成。通过理论计算和实验结合的手段，进一步证实了具有丰富界面的NiO/Ni纳米结构，改变了CO加氢中间*CH2物种的吸附路径，进而反应更趋向于高级烃类的生成。 

　　福州大学王新晨教授对该工作给予了很高的评价并撰写亮点评述（Acta Phys. -Chim. Sin. 2016, 32 (4), 819－819）。他认为该团队发展的低温常压可见光驱动CO加氢制备高级烃类的催化剂策略，拓展了人们对于费托反应局限于Fe、Co基催化剂的认识，对热催化反应工艺是一个补充，具有广阔的理论示范和应用前景。同时国际知名媒体ChemistryWorld也对该工作做了亮点点评。

　　发表文章： 

　　Yufei Zhao, Bo Zhao, Jinjia Liu, Guangbo Chen, Rui Gao, Siyu Yao, Mengzhu Li, Qinghua Zhang, Lin Gu, Jinlin Xie, Xiaodong Wen, * Li-Zhu Wu, Chen-Ho Tung, Ding Ma, *and Tierui Zhang* Oxide Modulated Nickel Visible-light Photocatalyst for Hydrocarbon Production, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 4215 –4219.