烴基生物柴油(又稱綠色柴油)是由廢棄油脂等加氫脫氧而來的烴類物質(zhì),是綠色清潔燃料。工業(yè)上,實現(xiàn)廢棄油脂加氫脫氧的催化劑主要是過渡金屬硫化物。然而,硫元素易于流失,需要在催化反應(yīng)中補充含硫化合物以維持催化劑活性,這導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加、設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染等問題。因此,開發(fā)高效而穩(wěn)定的無硫催化劑對綠色柴油的規(guī)?;茝V具有積極意義。
當(dāng)前,受限于無硫催化劑的長期穩(wěn)定性差和催化效率低等原因,在工業(yè)應(yīng)用中尚無能夠替代金屬硫化物的催化劑。近日,中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所多孔催化材料研究組開發(fā)出全新的受阻型路易斯酸堿對(FLPs)催化劑。FLPs催化劑在無任何添加劑的條件下可以實現(xiàn)油脂向綠色柴油的高效催化轉(zhuǎn)化,連續(xù)運行500 h以上無活性損失。該催化體系可拓展至餐廚廢油、大豆油、棕櫚油、動物油脂等原料,完全轉(zhuǎn)化為綠色柴油的運行空速為6.0 h-1,高于商業(yè)催化體系的0.5~3.0 h-1,展示出優(yōu)異的催化性能。
此外,面向?qū)嶋H工業(yè)應(yīng)用,該研究進行了催化劑的批量制備及成型,并驗證了成型催化劑在1000 h連續(xù)流反應(yīng)中仍然具有優(yōu)異的活性和穩(wěn)定性。FLPs催化劑在催化活性、穩(wěn)定性、成本、環(huán)保屬性等方面具有優(yōu)勢,有望為綠色柴油產(chǎn)業(yè)提供更綠色、更高效的工藝方案。
相關(guān)研究成果以Frustrated Lewis pair catalyst realizes efficient green diesel production為題,發(fā)表在《自然-通訊》(Nature Communications)上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金和山東省自然科學(xué)基金等的支持。

FLPs催化劑連續(xù)流催化大豆油脫氧制備綠色柴油 |