科技日报记者 韩荣
1月31日，记者从中国科学院山西煤炭化学研究所获悉，日前张斌研究员团队在α-烯烃氢甲酰化中取得新进展。相关成果发表在国际期刊《ACS 催化》。
煤炭或生物质气化生成的合成气经铁基费托合成可获得一系列不同碳数的α-烯烃。这些α-烯烃进一步与合成气经氢甲酰化反应可得长链脂肪醛。这是制备香料、药物、表面活性剂等产品的重要原料，也被视为推动煤化工向“精细化、高值化”转型的新方向。
然而，目前工业上广泛使用的铑、钴基均相催化剂，常面临反应条件严苛、反应后底物与催化剂难分离等问题。相比之下，价格更低的钴基催化剂应用潜力更大。但与铑催化剂相比，负载型钴基催化剂的活性通常较低，且在反应中容易因一氧化碳等分子的强配位作用而流失，稳定性欠佳。
针对此难题，研究团队提出构筑“钴-碳化钼界面”的新思路，通过控制碳化钼的形貌和厚度来优化界面结构。研究团队成功打造出两种高效界面位点：一种是部分氧化的碳化钼纳米颗粒与钴颗粒形成的Co-MoOx位点，能显著降低反应的“能量门槛”，让氢甲酰化反应速率大幅提升。在1-己烯氢甲酰化测试中，其催化活性是传统钴基催化剂的10.7倍；另一种是碳化钼纳米薄膜与钴原子形成的Co-Mo₂C位点，通过形成稳定的化学连接，牢牢“锁住”钴原子，有效解决了催化剂流失问题，大幅提升了反应稳定性。
该项研究不仅为设计高效、稳定的钴基氢甲酰化多相催化剂提供了新思路，也为煤炭资源的高附加值转化提供了可行的技术路线，有望推动相关精细化学品产业的绿色升级。
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