二氧化碳加氢制烯烃（CTO）是实现碳中和的理想途径，产物烯烃是重要的化工原料，广泛应用于生产塑料（如聚乙烯、聚丙烯）、合成橡胶、纤维、洗涤剂、增塑剂、药物以及作为生产其他化学品的中间体。然而，目前大多数CTO催化剂需要300-450°C的高温条件，导致能耗高，活性位点之间可能聚集，因此在相对低的反应温度下合成烯烃具有重要意义。

近日，中国科学院大连化学物理研究所孙剑研究员团队利用电子助剂（Na）和结构助剂（Co）协同修饰的铁基催化剂，发现两者的协同作用促进了催化剂在低温反应条件下（240°C）形成三斜NaCoFe合金碳化物，显著提升了CTO的性能。

首先，钠与铁之间电子相互作用的增强，有助于在低温反应条件下形成和稳定Fe₅C₂，这是合成烯烃的活性位点。其次，钴的掺入有利于部分铁形成Fe_xCo_y合金并促进铁物相的还原碳化，该合金相在CO₂加氢反应过程中进一步碳化生成更活跃的三斜(Fe_xCo_y)₅C₂。中子衍射（ND）以及XRD精修等表征技术确认了活性物种(Fe_xCo_y)₅C₂以及非活性物种FeCO₃。

作者通过DFT理论计算揭示了反应物（CO₂+H₂）在(Fe_xCo_y)₅C₂以及FeCO₃上吸附活化能力的差异，实验和理论计算结果一致。同时理论计算也表明在该(Fe_xCo_y)₅C₂结构上丙烯加氢的能垒更高，这同丙烯脉冲实验结果一致。因此同时兼具活化CO₂以及较弱的烯烃二次加氢能力有利于三斜NaCoFe合金碳化物在低温反应条件下CO₂加氢合成烯烃。经过实验优化该催化剂在240°C条件下可以得到37.4 mg_olefin/g_cat/h的烯烃时空收率，并且兼备在高温反应条件下的优势。

该工作利用了Na，Co两种助剂的协同作用，促进了低温反应条件下铁基催化剂形成三斜NaCoFe合金碳化物，有效提高了CTO反应中烯烃时空速率。