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中科院过程所/能源与化工产业技术研究院苏发兵研究员在CO2加氢领域取得最新进展

编辑:田甜 日期:2025-08-09

镍(Ni)基催化剂凭借经济性和活性优势,在CO2甲烷化反应中被广泛研究。由于热力学和动力学的矛盾,Ni基催化剂在低温活性不足。针对这一问题,中科院过程所/能源与化工产研院苏发兵研究员课题组通过Ni-Al催化剂中引入第二活性位点Ru,通过调节Ru的掺杂量去调节了Ru-Ni之间的电子相互作用。研究结果如下:电子相互作用调控Ru向Ni转移电子,显著提升Ni位点局部电子密度,增强H2解离能力,同步加速HCOO*中间体生成;双功能界面构建Ru-Ni金属界面直接促进CO2解离为CO*;双路径协同机制:通过HCOO*介导路径(富电子Ni位点驱动)与CO*介导路径(Ru-Ni界面驱动)协同降低反应能垒(活化能仅73.82 kJ·mol⁻1)。Ru-Ni-Al催化剂在320 °C、质量空速为30000 mL·g⁻1·h⁻1下实现91% CO2转化率及近100% CH4选择性,性能远超Ni-Al催化剂。2025年6月26日,相关研究成果以Enhanced CO2 methanation through electronic modification of Ru to Ni in Ni–Al hydrotalcite-derived catalysts为题发表在Green Energy & Environment上。第一作者为中科院过程所博士生曾俊铭,通讯作者为中科院过程所/能源与化工产研院苏发兵研究员。