Ni纳米颗粒负载Al₂O₃纳米片的光热耦合催化CO₂甲烷化性能研究

摘要

光热耦合催化CO₂甲烷化是缓解温室效应和解决能源危机的一种有前景的策略，但在实现理想的转化效率和高选择性目标产物方面仍面临诸多挑战。为此提出了一种在Al₂O₃纳米片表面原位生长Ni纳米颗粒的方法，用于光热耦合催化CO₂加氢制CH₄。X射线光电子能谱表明，Ni纳米颗粒与Al₂O₃载体之间存在强烈的相互作用，电子能够高效地从Ni转移到Al₂O₃表面，从而促进反应物的吸附和活化。实验结果表明，在300℃和光照下，Ni/Al₂O₃-3催化剂表现出最高的CO₂加氢活性，CH₄产率为32.4 mmol·g^-1·h^-1,选择性高达93.3%,其活性较传统浸渍法制备的Ni-Al₂O₃催化剂提高了3.4倍。此外，机理研究表明，Ni/Al₂O₃催化剂上的CO₂甲烷化反应遵循甲酸盐途径，光照能够有效促进反应物和中间物种的活化和转化，从而提高催化活性。

关键词

Ni纳米颗粒 / Al₂O₃纳米片 / 光热耦合催化 / CO₂甲烷化