近日，课题组2022级硕士研究生陈茜茜同学在CO₂高效利用领域取得新进展，研究成果以“Selective synthesis of C₂–C₄ olefins via CO₂ hydrogenation over spinel-structured Fe–Co bimetal catalysts”为题在线发表在《International Journal of Hydrogen Energy》期刊（IF=8.3）。

低碳烯烃作为化工领域的关键原料（如乙烯、丙烯）市场需求持续增长，传统石油基生产工艺面临高能耗与高排放的瓶颈。在全球应对气候变化和实现碳减排的迫切需求下，在绿氢技术的逐渐成熟和碳捕集利用（CCU）政策的推动下，利用CO?作为碳源通过热催化加氢转化为低碳烯烃成为兼具环境效益与经济潜力的研究方向。但设计一种高效、高选择性的催化剂制备轻烯烃仍具有挑战性。

为了提高轻烯烃的选择性，本工作通过水热法合成了一系列Na/MFe₂O₄ （M = Co，Zn或Cu）尖晶石催化剂。结果表明，CoFe₂O₄由于纳米颗粒结晶良好，具有良好的分散性、还原性和渗碳能力而使Na/CoFe₂O₄催化剂表现出最优异的催化性能。此外，与传统共沉淀法得到的Na/ Fe-Co催化剂相比，Na/CoFe₂O₄尖晶石催化剂形成的CoFe₂O₄晶相均匀，晶粒尺寸更小，更有利于形成活性稳定的χ-(Co_xFe_1?x)₅C₂合金碳化物，从而具有更优异的催化活性和稳定性。在此基础上，将Na/CoFe₂O₄组分与酸性沸石（如SAPO-34、MOR和Hβ）偶联，发现Na/CoFe₂O₄@SAPO-34催化剂具有42%的C₂-₄选择性和39%的CO₂转化率。这项工作为设计高效的尖晶石结构双金属催化剂以选择性地将CO₂转化为高附加值的轻质烯烃提供了有益的理解。