ACS Catal.: CO2生产烯烃的催化剂设计和机理研究
雨辰 雨辰 2020-11-24

人为产生的二氧化碳作为碳源用于合成增值化学品(主要是轻质烯烃)的方法是一条尚未广泛探索的绿色途径。由于目前对复杂的CO2加氢机理缺乏明确性,因此设计用于生产烯烃的高效催化剂是一项挑战。

有鉴于此,印度尼赫鲁先进科学研究中心Sebastian C. Peter等人,综述了从二氧化碳生产烯烃的研究进展,主要关注的是催化剂的设计和结构-活性的关系。

本文要点

1重点研究了不同的催化途径以二氧化碳为原料生产烯烃。第一种方法是将近期报道的氢化镁材料及其作为具有纳米碳界面的杂化材料的改性方法,用于由CO2直接合成烯烃。

2在第二种方法中,RWGS工艺之后是FT工艺,该方法报道的95%以上的催化剂是铁基的,由Na+或K+促进。碱金属的促进有助于增加表面吸附CO2的量,相应降低H2的量。然而,一个常见的问题是催化剂的寿命,该寿命因在反应条件下烧结和促进剂离子从表面的损失而受到阻碍。为了解决这个问题,一些研究人员使用了高表面积的材料,如MOFs作为牺牲模板来开发Fe或Co基催化剂。基于MOF的多孔碳模板通过减少烧结和表面活性剂(包括促进剂)损失的问题,以某种方式增强了活性χ-Fe5C2相的性能。然而,在CTO过程中使用这些多孔载体还有进一步创新的空间。

3第三种方法是使用标准催化剂从CO2加氢中获得MeOH,然后通过MTO过程获得烯烃。该方法的优点在于提高了对较轻烯烃的选择性,以往的方法将选择性限制在50%以下。此外,由于MeOH被消耗以形成烯烃,克服了CTM工艺的热力学限制。

参考文献:

Devender Goud et al. Review of Catalyst Design and Mechanistic Studies for the Production of Olefins from Anthropogenic CO2. ACS Catal., 2020.

DOI: 10.1021/acscatal.0c03799

https://doi.org/10.1021/acscatal.0c03799


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催化;燃料电池;多孔炭材料;炭气凝胶;隔热

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