Effects of Potassium and Manganese Promoters on Nitrogen-Doped Carbon Nanotube-Supported Iron Catalysts for CO_2 Hydrogenation

氮掺杂碳纳米管(NCNTs)作为载体负载铁(Fe)纳米颗粒,可应用于CO_2多相催化加氢反应(633 K和25 bar)。当将钾(K)和锰(Mn)作为助催化剂时,Fe/NCNT展现出优异的CO_2加氢性能,在体积空速(GHSV)为3.1 L·g^(–1)·h^(–1)时转化率可达34.9%。当使用K作为助催化剂时,反应对烯烃和短链烷烃具有高的选择性。当K和Mn同时作为助催化剂时,其催化活性能够稳定地维持60 h。助催化剂Mn的结构效应通过X射线衍射、氢气程序升温还原以及近边X射线吸收精细结构进行表征。助催化剂Mn不仅能够稳定中间态FeO,且能降低程序升温还原的起始温度。通过探针反应NH3的催化分解来表征助催化剂效应。当K和Mn作为助催化剂时,Fe/NCNT具有最好的催化活性。在还原条件下,当K作为助催化剂时,Fe/NCNT具有最优异的热稳定性。