炭材料在CH4-CO2重整反应中的研究进展
郭硕闻1
孙映晖1
李媖1
许瞳1
张国杰2
张永发2
白杰1
1.内蒙古工业大学 化工学院,内蒙古 呼和浩特 0100512.太原理工大学 省部共建煤能源清洁高效利用国家重点实验室,山西 太原 030024
摘要：双碳时代,CO2的转化与利用成为研究热点.CH4-CO2重整反应在催化诱导合成气(CO和H2)时同时利用这2种温室气体,并能通过费托合成解决气体燃料固有的存储和运输问题.CH4-CO2重整反应原料中,CH4分子构型为正四面体,不易分解;CO2是最小的非极性分子,C?O键断裂需较高能量.因此CH4-CO2重整反应需使用催化剂,且使用廉价、高效率的催化剂一直是研究重点.与无法兼具催化活性和稳定性的非贵金属相比,炭材料发达的孔隙结构能对活性金属进行分散和固定,部分生物质材料含有丰富的官能团,能提高反应气体的吸附和活化,从而提高催化剂的稳定性和抗积碳能力.总结了炭材料在CH4-CO2重整反应中的应用,分析了不同炭材料在提高催化剂抗烧结和抗积碳性能方面的作用机制.炭材料单独作催化剂时活性并不理想,将炭材料用作载体或对炭材料进行改性尤为重要.通过负载活性金属及助剂将炭材料的结构性质与金属的高活性相结合,而改性是通过不同化学试剂和方法丰富炭材料表面结构,优化炭材料的理化性质.杂原子掺杂改性能扩大炭材料孔隙优势、提高炭材料表面官能团含量.这2种方法结合得到改性炭材料载体,是当前炭材料催化剂研究热点.对炭材料改性既有利于金属的分散和锚固,又提高了载体与反应气体吸附和活化速率.本研究能够为催化CH4-CO2重整反应和炭质催化剂使用研究方向提供参考.
关键词：甲烷二氧化碳重整炭材料改性炭材料碳转化CO2利用
分类号：O643.3(物理化学（理论化学）、化学物理学)TQ426(试剂与纯化学品的生产)
资助基金：国家自然科学基金(21878200)内蒙古自然科学基金资助项目(2021BS02010)内蒙古教育厅资助项目(JY20220150)内蒙古工业大学校基金资助项目(ZZ202009)内蒙古工业大学校基金资助项目(BS2021026)
论文发表日期：2022-12-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 41-50 )
英文信息