フィッシャー・トロプシュ技術による液体燃料の自在合成
Integrated tuneable synthesis of liquid fuels via Fischer–Tropsch technology
2018年9月17日 Nature Catalysis 1 : 9 doi: 10.1038/s41929-018-0144-z
フィッシャー・トロプシュ合成では、複雑な反応経路を制御することによって生成物選択性を調節することが大きな課題である。今回我々は、フィッシャー・トロプシュ直鎖炭化水素およびワックスの合成後に水素化精製する後処理を行わずに、合成ガス（CO/H2）を異なるタイプの液体燃料に直接変換する統合的な触媒プロセスについて報告する。メソ細孔が付加されたY型ゼオライトをコバルトナノ粒子ならびに希土類助触媒と組み合わせて用いるだけで、ガソリンで74％、ジェット燃料で72％、ディーゼル燃料で58％という優れた選択率が実現されている。液体燃料のタイプは、ゼオライトの空隙率と酸特性を制御することによって容易に調節できる。さらに我々は、古典的なAnderson–Schulz–Flory (ASF)分布制限を打破した今回の二元機能性触媒について、新しい生成物分布の数学モデルを構築している。今回の研究は、異なるタイプの液体燃料を直接合成する単純かつ効果的な方法を確立するものである。
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To tune the product selectivity by controlling the complicated reaction path is a big challenge in Fischer–Tropsch synthesis. Here, we report an integrated catalytic process for the direct conversion of syngas (CO/H2) into different types of liquid fuels without subsequent hydrorefining post-treatments of Fischer–Tropsch waxes. Outstanding selectivities for gasoline, jet fuel and diesel fuel as high as 74, 72 and 58% are achieved, respectively, by only using mesoporous Y-type zeolites in combination with cobalt nanoparticles. The types of liquid fuels can be readily tuned by controlling the porosity and acid properties of the zeolites. We further build a new product-distribution model for the bifunctional catalysts, which do not obey the traditional Anderson–Schulz–Flory (ASF) distribution. The present work offers a simple and effective method for the direct synthesis of different types of liquid fuels.
