甲烷干法重整（DRM）可以同时将CO₂和CH₄气体转化为增值合成气，是用于温室气体减排的一种可行的解决方案。然而，传统的镍催化剂由于积炭和颗粒团聚而发生失活。

近日，韩国蔚山科学技术院Guntae Kim，浦项科技大学Jeong Woo Han报道了以Fe（Fe²⁺/Fe³⁺）为客体阳离子，采用拓扑沉淀法制备的层状钙钛矿型PrBaMn_1.7Co_0.1Ni_0.2O_5+δ（PBMCoNi）上高效、持久、经济的出溶Co-Ni-Fe三元合金纳米颗粒的性能和机理。

文章要点

1）研究发现，在PBMCoNi的基础上，当Fe被外部引入到表面时，会发生拓扑定向脱溶，产生大量的Co-Ni-Fe三元脱溶纳米颗粒。修饰在PBMCoNi上的Co-Ni-Fe三元合金纳米颗粒具有显著提高的DRM催化活性，可以在750 ℃连续工作300 h以上。

2）密度泛函理论（DFT）计算结果表明，Co-Ni-Fe三元催化剂出色的催化活性得益于三元催化剂中d带中心上移，导致CH₄和CO₂的内键强度减弱，从而导致反应物的解离。

这项研究为开发具有高催化活性和稳定性的DRM催化剂提供了一条非常有效的途径。

参考文献

Sangwook Joo, et al, Enhancing Thermocatalytic Activities via Up-shift of the d-Band Center of Exsolved Co-Ni-Fe Ternary Alloy Nanoparticles for Dry Reforming of Methane, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202101335

https://doi.org/10.1002/anie.202101335