将CO2选择性地转化为特定的碳氢化合物非常可取，但也相当具有挑战性。基于此， 中国科学院山西煤炭化学研究所王建国研究员、秦张峰研究员和王森副研究员等人 报道了一种双功能ZnCrOx/H-ZSM-5复合催化剂，该催化剂可选择性地将CO2加氢转化为三甲基苯（TriMB）和乙烯。在CO2转化率为17.5%时，对芳烃和轻烯烃的选择性分别达到64.6和26.1%。其中TriMB占芳烃产品的57.4%，乙烯占所有轻烯烃的83.9%。
VASP解读
通过DFT计算，作者研究了H-ZSM-5的直通道和交腔的酸位上各种甲基苯（MBs）的生成反应动力学。当酸性位点分布在直道中时，甲苯甲基化为邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯需要136.7、138.8和145.0 kJ mol-1的能垒，速率常数分别为4.46×101、2.96×101和8.88×10° s-1。生成的二甲苯可进一步甲基化形成1, 2, 3-TriMB、1, 2, 4-TriMB和1, 3, 5-TriMB。
此外，本文计算得到邻二甲苯到1, 2, 3-TriMB和1, 2, 4-TriMB的势垒分别为122.0和113.4 kJ mol-1，二甲苯到1, 2, 3-TriMB和1, 2, 4-TriMB的势垒分别为133.8和130.5 kJ mol-1，对二甲苯到1, 2, 4-TriMB的势垒分别为129.7 kJ mol-1。因此，1, 2, 4-TriMB的生成优先于1, 2, 3-TriMB和1, 3, 5-TriMB的生成。结果证实，在ZSM-5的10环通道中放置更多的酸性位点可有效地抑制块状C9+芳烃的形成。
Selective Conversion of CO2 to Trimethylbenzene and Ethene by Hydrogenation over a Bifunctional ZnCrOx/H-ZSM-5 Composite Catalyst.
ACS Catal.,
2023
, DOI: ht-tps://doi.org/10.1021/acscatal.3c03689.
