综述：生物质气化与费托合成制备航空煤油的研究进展

（编辑推荐）本综述系统阐述了生物质气化-费托合成（FTS）制备航空煤油（C8-16）的技术路径，聚焦气化机制、催化剂（Fe/Co基）优化及产物调控，为满足国际航空碳抵消和减排计划（CORSIA）提供可持续解决方案，并指出工业化面临的挑战与机遇。

　　

生物质气化与费托合成：航空煤油的绿色革命

Abstract
随着国际航空碳抵消和减排计划（CORSIA）的实施，生物质气化耦合费托合成（FTS）制备航空煤油的技术因其能显著降低化石燃料依赖并满足严苛碳排放要求而备受关注。尽管已有大量关于生物质转化航空燃料的综述，但鲜有研究全面整合气化与FTS反应机制的最新进展——这两者正是调控航空煤油产物分布的基础。本文填补了这一空白，从反应机理、催化剂到生产工艺进行了深度剖析，并展望了生物质航空煤油的未来研究方向。

Introduction
航空煤油是一种专为飞机引擎设计的特种燃料，需满足C_8-16烃类馏分（50?～?280 ℃）、低芳烃（<20%）和特定凝固点（≤?50?°C）等严苛标准。传统石油基制备路线面临资源枯竭与碳排放压力，而生物质气化-FTS路径（FT-SPK）成为ASTM D7566认证的首批非石油基航空燃料之一。

Biomass gasification for syngas production
生物质气化是一种热化学过程，在纯氧、蒸汽或CO₂作用下将固体生物质转化为富含H₂/CO的合成气。相较于化石燃料气化，其显著优势在于温室气体减排。然而，常规气化难以满足FTS所需的H₂/CO比（理想值为2:1），需通过蒸汽气化与高效催化剂（如FeC_x/C）协同调控。

Syngas to aviation kerosene via Fischer-Tropsch synthesis
FTS反应于20世纪20年代由Fischer和Tropsch提出，其核心方程式为：
nCO + (2n+1)H₂ → C_nH_2n+2 + nH₂O（烷烃）
nCO + 2nH₂ → C_nH_2n + nH₂O（烯烃）
Fe/Co基催化剂可通过调控链增长概率（α值）选择性生成航空煤油馏分（C_8-16），而一步法FTS（直接合成短链烃）因流程简化更具工业化潜力。

Process of bio-based aviation kerosene
典型工艺包括生物质预处理、气化、FTS反应及后续加氢裂化精制。德国Choren公司的Carbo-V气化工艺曾实现2000吨/年中试，但工业化仍面临气化效率低、催化剂寿命短等瓶颈。

Research needs and future directions
未来需突破三大方向：开发高活性气化催化剂（如掺杂K的Fe基材料）、优化一步法FTS催化剂（调控Co纳米晶尺寸），以及建立全生命周期碳排放评估体系。

Conclusion
生物质气化-FTS路径是实现航空业碳中和的关键技术，其核心在于气化与FTS催化剂的协同创新。尽管工业化仍存挑战，该路线已展现出替代石油基燃料的明确前景。