二氧化碳选择性加氢催化剂的研究文献综述
2020-04-28 20:27:53
一、研究背景及意义 数十年来,由于人类活动而排放到地球大气中的温室气体越来越多,对气候变化和海洋酸化产生了严重的负面影响[1,2]。
而二氧化碳(CO2)是温室气体的主要成分之一,因此减少二氧化碳的排放,将会有效地减缓温室效应。
目前,将二氧化碳转化为有价值的化学品和燃料是减少二氧化碳排放的最实用的途径之一[3]。
将二氧化碳转化为燃料,不仅可以减少其排放量,还可以产生高附加值产品,用作工业化学过程中的燃料或原料,一定程度上减少对石油等不可再生资源的依赖。
将二氧化碳转化成高附加值化学品的方法主要有以下两种:(1)CO2的电化学还原[4];(2)CO2的热催化还原[5]。
在这两种情况下,催化剂在决定CO2转化的活性和选择性方面起着关键作用。
目前研究的热点是将CO2热催化转化为C1 (CO、CH3OH和CH4)化合物[6]。
二氧化碳加氢还原的转化途径主要有三种:(1)通过逆水煤气(RWGS)反应生成CO,然后对CO进一步利用,实现二氧化碳的转化利用;(2)反应选择性加氢直接生成甲醇;(3)通过费托(FT)合成生成高附加值的烃类产物[7]。
研究表明,二氧化碳加氢反应的产物取决于具体的催化剂和反应条件,且关键反应中间体的稳定化对于控制催化选择性至关重要。
因此,设计出高活性、高稳定性、对高附加值产品具有高选择性的新型催化剂,并应用到二氧化碳加氢还原反应中,将会大大提高该过程的经济效益,从而促进环境与经济的可持续发展。