合成气（H 2和CO的混合物）是煤、天然气、CO 2甚至含碳废物等非石油碳资源利用的重要平台，其催化转化为烃类产品引起了广泛的研究关注最近几年。与传统的费托(FT)催化剂相比，金属位点上C-C链的形成是无法控制的，并且碳氢化合物的分布受安德森-舒尔茨-弗洛里(ASF)分布控制。根据ASF理论，禁止形成具有高辛烷值的支链烃，线性汽油范围烃（C 5 -C 11）的最大选择性限制在48%。提高C 5的选择性-C 11，一种由金属氧化物和Zeolite组成的新型双功能催化剂被发现。这些催化剂在两个不同的位点将CO活化（转化为甲醇或乙烯酮）和C–C偶联分离，从而能够以极高的选择性精确合成C 5– C 11。然而，到目前为止，还没有研究异链烷烃的形成机理以及与常规FT/沸石催化剂的比较。
近日，厦门大学王叶教授课题组设计了一种由尖晶石ZnAlO x和具有十元环通道的一维SAPO-11沸石组成的双功能催化剂。发现合适的SAPO-11沸石微孔尺寸、高压、适中的温度和双功能组分之间的近距离可以促进C 5 -C 11汽油范围烃的形成。在优化条件下，C 5 -C 11范围烃的选择性可以达到79%，CO转化率为24%，远高于传统的FT工艺。有趣的是，ZnAlO x /SAPO-11催化剂可以优先催化形成异链烷烃，C 5 -C 11范围内的异链烷烃与正链烷烃的比例高达13。此外，大多数烃分子是单支链的。考虑到SAPO-11的微孔只能容纳直链烃分子，提出单支化异构体的形成遵循孔口催化机制，即直链烃的异构化只能发生在孔口区域附近，天然沸石通道。相比二支化的异构体，该单支化异构体被酸位点裂解的倾向较低，因此可以在恶劣的反应条件下存活。这可能是ZnAlO x /SAPO-11的产物选择性在反应过程中非常稳定的原因之一。这项工作展示了C1化学中孔口催化的第一个例子，并初步揭示了异链烷烃在新兴双功能氧化物沸石催化剂上的形成机制。
