整体式纳米碳负载Ni-CeO2催化剂高效催化转化CO2合成天然气

以纳米碳管为基底,通过简易研磨、成型的方法制备出整体成型的氮掺杂碳复合材料;采用该整体式氮掺杂纳米碳(NCNT-foam)为载体,通过浸渍法成功制备了Ni-CeO2/NCNT-foam催化剂。该催化剂在CO2甲烷化反应中表现出优异的低温催化反应活性,在反应温度为320℃时,该催化剂上CO2转化率可达80.1%,目标产物CH4的选择性高达99.7%。利用扫描电镜(SEM)及元素分布(EDS elemental mapping)、X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、程序升温表面反应(TPSR)等技术表征分析,证实了该整体式催化剂优异的催化活性主要来源于材料表面特有的大孔-介孔贯通的多孔结构和高比表面积,以及在活性金属Ni与CeO2助剂界面处存在的用于活化CO2分子的氧空位。该工作为设计低温催化活化和转化CO2用整体式催化剂提供了一种设计思路。