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CO2加氢制液体产物高效催化剂的设计及催化机理研究

来源：花匠小妙招时间：2024-12-29 20:58

作者：

辛月

曾杰

单位：

中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心

安徽工业大学化学与化工学院

摘要：

利用绿色H2将CO2转化为高附加值化学品是CO2资源化利用的重要方向,在提高能源利用效率的同时可有效缓解CO2过度排放所造成的生态和环境问题。近年来,热催化CO2加氢发展迅速,生产出多种可再生化学品。与甲烷和一氧化碳等气相产物相比,所得的甲醇、汽油和航空煤油等液体产物由于具有高能量密度和易储存运输的优势而更受青睐,引起学术界和工业界的广泛关注。然而,由于CO2分子的化学惰性及C—C键偶联的高能垒,CO2的活化和向液体产物的选择性转化极具挑战性,目前仍存在CO2单程转化率低、CO等副产物选择性高和催化剂易失活等关键问题。基于此,系统总结了CO2加氢制备液体产物的研究进展。首先从反应路径角度对CO2加氢制液体产物的机理进行介绍。重点阐述了高效催化剂的设计策略,系统归纳了催化剂尺寸、暴露晶面、缺陷位点、碱金属助剂、过渡金属助剂、载体、表面基团和亲疏水性等对催化活性、选择性和稳定性的影响。此外,还从不同尺度介绍了CO2加氢制备液体产物中催化剂多功能活性位点的构筑和调控机制。最后,在此基础上对CO2催化加氢制液体产物的应用前景进行总结与展望,催化剂的精细设计、工艺条件的探索、反应器的优化以及原子分子层面的催化机理研究等将大大推动CO2加氢制液体产物技术的实用化进程。

关键词：

CO2加氢

液体产物

甲醇

汽油

航空煤油

费托合成

分子筛

作者简介：

辛月(1998—),女,山东日照人,博士。E-mail:xinyue@ustc.edu.cn

图表：

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