Ni-MgO/CaO中空微球受限空间强化CO2捕集与原位转化制合成气
贾中昊
邵斌
谢志成
胡军
华东理工大学 化学与分子工程学院,上海 200237
摘要：CO2 捕集与原位转化(iCCC)技术是解决全球气候变暖的有效技术路径,将iCCC技术应用于工业高温烟气CO2 捕集与原位逆水煤气变换(RWGS)反应过程,可以充分利用高温烟气的热能,在同一装置下实现CO2 原位转化为合成气.双功能材料理性设计是实现高效iCCC技术的关键.以NaOH活化的多孔碳球为硬模板,通过Ca、Mg、Ni金属离子的共吸附和煅烧去碳模板,得到了具有中空微球结构的系列xNi-MgO/CaO双功能材料.其中空微球结构不仅降低了CO2 吸附过程的扩散阻力、同时还提供了CaO/CaCO3 在吸附过程中体积膨胀的缓冲空间;在中空微球受限空间上形成的NiO-MgO固溶体作为物理屏障分隔催化位点Ni0 颗粒,有效抑制活性金属在高温下的烧结.通过筛选Ni/Mg比例和反应温度、H2 体积分数等反应条件,考察了xNi-MgO/CaO双功能材料的等温CO2 捕集和原位加氢转化性能.在优化反应条件下,反应温度为 650℃、氢气体积分数为 10%时,10Ni-MgO/CaO在 10 次吸附-转化循环中材料的CO2 吸附量保持在 10 mmol/g,CO2 转化率维持在 94%以上,CO选择性稳定在 100%.动力学研究进一步证明了Ni-MgO/CaO中空微球受限空间结构对CO2 捕集与加氢反应速率的强化作用.
关键词：中空微球受限空间双功能材料CO2捕集与原位转化合成气
分类号：O643.3(物理化学（理论化学）、化学物理学)
资助基金：国家自然科学基金(22278126)国家自然科学基金(22408095)国家自然科学基金(22250005)国家重点研发计划(2024YFA1509801)中国博士后科学基金资助项目(BX20240116)中国博士后科学基金资助项目(2023M741170)
论文发表日期：2025-06-30
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：11( 25-35 )
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