甲烷干式重整（DRM）反应利用温室气体CH₄和CO₂，从而有利于缓解全球温室效应。

近日，天津大学王胜平教授报道了制备了一系列V掺杂的层状双羟基衍生物Ni_x-V-MgAl催化剂，并将其应用于催化DRM反应。

文章要点

1）实验结果显示，催化剂活性随V助剂用量的增加而提高，在Ni/V=10时活性最佳。

2）各种表征表明，适量的V添加剂同时掺杂在Ni中心和MgAl混合氧化物载体上。而V助剂的加入不仅改善了Ni位的分散性，而且增加了Ni位的电子云密度。同时，CH₄裂解生成CH₃和H物种的活化能从纯Ni(111)上的72.1 kJ·mol⁻¹降低到V_0.50Ni(111)上的37.1 kJ·mol⁻¹。此外，MgAl复合氧化物载体中V物种的插入影响了催化剂对CO₂的吸附和活化能力。

3）原位CO₂红外光谱证实，V助剂的加入抑制了未活化的多齿碳酸盐的形成，并显著增加了作为CO₂活化中间产物的单齿碳酸盐物种的含量。因此，Ni₁₀-V-MgAl催化剂的CO₂活化能力增强，抑制了DRM反应中碳沉积的生成，与未掺杂的Ni-MgAl相比，在长期试验中获得了良好的稳定性。

参考文献

Yao Lu, et al, Double-Site Doping of a V Promoter on Nix‑V-MgAl Catalysts for the DRM Reaction: Simultaneous Effect on CH₄ and CO₂ Activation, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.1c01299

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c01299