通过甲烷干法重整（DRM）产生的合成气具有较低的H₂/CO比（H₂/CO=1），因此可以作为原料气来制备含氧化学品和碳氢化合物。同时，由于该反应具有极强的吸热效应，因此可用于能量转移，将太阳能或核能转化为化学能，或以H₂和CO的形式储存能量。此外，DRM也是一种利用温室气体、减少温室气体排放和合理利用甲烷的有效途径。

近日，天津大学王胜平教授报道了采用一锅微乳液法制备了一系列Ni_x-V@HSS催化剂，并研究了其DRM催化性能。通过与Ni@HSS-V催化剂进行比较，揭示了Ni-VO_x结构产生的界面效应对催化剂性能的影响。

文章要点

1）实验结果显示，Ni_9.6-V@HSS催化剂具有最高的DRM催化活性，甲烷TOF为12.7 S^-1，是Ni@HSS和Ni@HSS-V的2倍以上。

2）基于程序升温表面反应（TPSR）、CO的原位红外光谱和CO₂吸附，研究人员提出了V物种可能的促进机理。该活性与Ni-VO_x结构的界面效应密切相关， VO_x物种与相邻的Ni颗粒相互作用，并向Ni提供电子以活化CH₄。此外，由于Ni-VO_x结构的形成，在VO_x物种中形成了更多的氧空位，这加速了CO₂的解离，产生了活性氧物种，并抑制了碳沉积。

3）Ni_9.6-V@HSS催化剂与Ni、V助剂之间的强相互作用增强了其抗烧结性能，在长期试验中也表现出了最佳的稳定性。

参考文献

Y. Lu, D. Guo, Y. Zhao, P.S. Moyo, Y. Zhao, S. Wang, X. Ma, Enhanced catalytic performance of Ni_x-V@HSS catalysts for the DRM reaction: The study of interfacial effects on Ni-VO_x structure with a unique yolk-shell structure, Journal of Catalysis (2021)

DOI：10.1016/j.jcat.2021.02.005

https://doi.org/10.1016/j.jcat.2021.02.005