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深入了解用于 CO2 吸附和甲烷化的镍基双功能材料:还原温度的影响
Energy & Fuels ( IF 5.2 ) Pub Date : 2021-11-30 , DOI: 10.1021/acs.energyfuels.1c03008
Pu Huang 1 , Yafei Guo 1 , Guodong Wang 1 , Jun Yu 1 , Chuanwen Zhao 1 , Xinru Wang 2 , Tao Wang 2
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Ni-MgO 双功能材料 (DFM) 显示出集成 CO 2吸附和甲烷化的前景。为了提高 CO 2吸附能力,Ni-MgO DFM 用碱金属硝酸盐促进。然而,高催化剂还原温度会导致高能耗、还原(~650°C)与CO 2吸附和甲烷化(~300°C)之间的巨大温差以及碱金属硝酸盐的损失。在这项工作中,我们制备了一种 Ni/CeO 2催化剂,并研究了还原温度对其在 CO 2甲烷化中的结构-性质关系的影响,旨在将还原温度降低到与 CO 2相匹配的等温水平。甲烷化。结果表明,还原温度从超过 650 ℃降至 300 ℃,并且在 300 ℃ 还原的Ni/CeO 2具有高 CO 2转化率(72.7%)和 CH 4选择性(98.9%)。当还原温度超过400℃时,Ni/CeO 2的CO 2甲烷化活性显着下降。由于 NiO 和 CeO 2之间的相互作用,形成更多的氧空位缺陷促进了 NiO 物种在较低温度下的还原。高还原温度下CO 2甲烷化活性的下降归因于催化剂还原过程中氧空位的消耗,CO 2可用的缺陷较少活化和甲烷化。碱金属硝酸盐促进的 MgO 吸附剂与 Ni/CeO 2物理混合以构建 (Li-Na-K)NO 3 -MgO-Ni/CeO 2 -phy DFM,用于集成 CO 2吸附和甲烷化。DFMs可以在300°C下轻松还原,这使得在集成CO 2捕获和利用(ICCU)中实现催化剂还原和CO 2吸附和甲烷化的等温操作成为可能。在 300 °C 还原的 (Li-Na-K)NO 3 -MgO-Ni/CeO 2 -phy DFM 表现出令人印象深刻的 CO 2吸收量为 2.74 mmol CO 2 /g DFM 和大量的 CH 41.10 mmol CH 4 /g DFM 的产率,并且就其可比的 CO 2吸附能力和甲烷化活性以及最低的原材料成本而言,它们可能是 Ru 基 DFM 的有前途的替代品。



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更新日期:2021-12-16
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