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烯烴是合成纖維、橡膠和塑料等化工產(chǎn)品的原料，被譽(yù)為“化工基石”。長期以來，工業(yè)烯烴主要來源于石油裂解。開發(fā)以煤炭、天然氣或生物質(zhì)氣化合成氣為原料的綠色低碳路徑是國際前沿方向。費(fèi)托合成能直接將合成氣轉(zhuǎn)化為烯烴和燃料，但是，傳統(tǒng)鐵基催化劑具有費(fèi)托合成、水煤氣變換以及CO歧化多重活性，導(dǎo)致大量CO2生成，限制了碳利用效率和烯烴選擇性。近期，中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所結(jié)合表面化學(xué)勢(shì)調(diào)控理論、自動(dòng)化高通量實(shí)驗(yàn)，提出痕量鹵代烷烴共進(jìn)料調(diào)控策略。研究人員通過先進(jìn)表征技術(shù)發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)氣中引入百萬分之一級(jí)的鹵代烷烴，可在分子層面調(diào)節(jié)表面氧物種循環(huán)，從而動(dòng)態(tài)調(diào)控催化劑表面催化性能：阻斷H2O的解離，抑制水煤氣變換副反應(yīng)；阻止表面O與CO結(jié)合，近乎消除歧化反應(yīng)生成的CO2；抑制烯烴加氫副反應(yīng)，提升烯烴產(chǎn)率。上述策略無需改變催化劑配方，只在反應(yīng)體系中引入微量鹵素，即實(shí)現(xiàn)CO2近零排放與高烯烴選擇性，具有即插即用的普適優(yōu)勢(shì)。該研究實(shí)現(xiàn)了低碳與高效的雙重突破，揭示了鹵素在反應(yīng)中的活化-調(diào)控機(jī)理，為理解鐵基費(fèi)托催化劑微觀反應(yīng)路徑提供理論依據(jù)。未來，科研團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)探索鹵素調(diào)控策略的工業(yè)放大與長期穩(wěn)定性驗(yàn)證，推動(dòng)其在煤制油、天然氣轉(zhuǎn)化及生物質(zhì)利用等領(lǐng)域應(yīng)用。相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)》（Science）上。論文鏈接鹵素共進(jìn)料對(duì)鐵基費(fèi)托合成反應(yīng)性能的影響