原子层沉积技术精准调控CeO2修饰提升费托合成催化剂性能研究

研究人员针对费托合成(FTS)催化剂效率优化难题，采用原子层沉积(ALD)技术精准调控Co/γ-Al2O3表面CeO2修饰（负载量<0.05 wt%），发现ALD沉积序列可定向调控C5+烃类选择性或反应活性，为低碳燃料合成提供了原子级精准修饰新策略。

　　

随着全球航空业对可持续燃料(SAF)需求激增，费托合成(FTS)技术因能直接将可再生合成气转化为液态燃料而备受关注。然而，传统钴基催化剂存在C₅₊长链烃选择性不足、易失活等问题，且氧化物促进剂常规负载方法难以实现精准调控。西班牙研究团队在《Catalysis Today》发表研究，首次将原子层沉积(ALD)技术应用于CeO₂修饰Co/γ-Al₂O₃催化剂，通过超低负载量（0.03 wt%）实现性能突破。

研究采用湿法浸渍制备Co/γ-Al₂O₃基底，通过两种ALD序列（先沉积CeO₂后负载Co/先负载Co后沉积CeO₂）构建差异界面结构，结合DRIFTS-CO（漫反射红外傅里叶变换光谱）等表征手段，在10 bar、230°C条件下评估FTS性能。

Catalysts preparation
通过对比传统浸渍法(CoCe-WI-1%)与ALD法，发现ALD可将Ce负载量降低95%以上。基底采用500 μm γ-Al₂O₃球体，Co负载量稳定在14.5-16.5 wt%。

Characterization of the catalysts
BET测试显示ALD修饰未显著改变比表面积。当CeO₂后沉积于Co/γ-Al₂O₃时，催化剂C₅₊选择性提升；而Co负载于CeO₂预修饰载体时活性提高但伴随失活，产物向C₁-C₄轻烃偏移。

Conclusions
研究证实ALD序列决定催化剂界面特性：后沉积CeO₂通过形成新型表面活性位促进链增长，而预修饰载体中CeO_x-CoO界面缺陷可能生成甲酸盐等链终止物种。该工作为FTS催化剂设计提供了原子级精准调控范例，对SAF工业化生产具有重要指导意义。