限域型甲烷二氧化碳重整催化新材料研究現狀

王 晶,曹志化，潘雅晴，毛奕汝，張立志，劉文明，彭洪根,

(1.南昌大學 化學化工學院，江西 南昌 330031；2.南昌大學 資源與環境學院，，江西 南昌 330031)

0 引 言

CO2是一種主要的溫室氣體，主要來源于工業制造和交通運輸尾氣排放。溫室效應造成冰川融化、氣候變暖、海平面上升等生態和環境問題[1]。國際非政府組織“全球碳計劃”報告顯示：隨著時間推移，全球CO2排放量逐年上升，2020年碳排放量達到了100億t[2]。為了緩解這一問題我國采取了一系列環保措施，2020年提出了“碳達峰”和“碳中和”戰略目標(雙碳目標)，并于2020年12月12日氣候雄心峰會上提出“到2030年，中國單位國內生產總值CO2排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右”。

甲烷是天然氣和頁巖氣的主要組成成分，是制造合成氣和化工產品的重要原料[3-4]。但甲烷也是一種主要的溫室氣體，其溫室效應是CO2的25～30倍[5]。因此研究人員致力于將這2種溫室氣體有效利用制備高值化學品。

1 甲烷二氧化碳重整反應

甲烷二氧化碳重整反應由于同時將2種溫室氣體轉化成CO和清潔能源H2而備受關注，即甲烷和CO2按照物質的量為1∶1反應生成CO和H2。反應過程中最重要的是催化劑選擇，甲烷二氧化碳重整反應一般選用鎳基催化劑[6-7]，但Ni的塔曼溫度不高(590 ℃)，在800～1 000 ℃高溫條件進行甲烷二氧化碳重整反應，催化劑中的Ni顆粒很容易發生團聚和燒結造成催化劑失活[8]。因此如何制備適用于工業生產的高性能催化劑是甲烷二氧化碳重整反應亟需解決的問題。……