逆水汽变换反应铜基催化剂研究进展

逆水汽变换(RWGS)反应是将CO_(2)转化为化学品或碳氢化合物的关键步骤,在CO_(2)资源化利用中发挥着重要作用。综述逆水汽变换反应的热力学分析、反应机理,以及近十年来国内外逆水汽变换反应催化剂的研究进展。总结发现,Cu基催化剂具有低成本、高活性和高CO选择性优势。但在反应中易积炭失活,且在高温条件下容易烧结团聚导致稳定性下降。目前,研究者对Cu基催化剂的研究主要集中在Cu活性中心调控和优化反应操作条件两个方面。Cu活性中心调控主要包括:①调控Cu位点的结构特性,如分散度、粒径大小等;②助剂的添加,包括碱金属助剂(Na、K)、过渡金属助剂(Fe、Ce、Co)等;③引入适宜载体,如Al_(2)O_(3)、Mo_(2)C、CeO_(2)等以增强金属-载体的相互作用。操作工艺条件优化主要通过改变反应温度、空速、调节H_(2)/CO_(2)物质的量比增强RWGS反应中CO选择性和CO_(2)转化率。最后指出基于RWGS反应将CO_(2)与其它产氢反应进行耦合,如低碳烷烃脱氢、甲醇芳构化等,可达到目标产物收率提升与CO_(2)减排目的。