催化劑在CO2催化轉化中的應用
CO2催化制甲烷催化劑
CO2甲烷化催化劑主要分為貴金屬、非貴金屬和非金屬基3類。貴金屬催化劑主要包括Ru、Rh、Pt、Pd及Au等;非貴金屬催化劑主要包括Ni、Co、Fe等過渡金屬;非金屬基主要是胺基功能化石墨烯量子點。
CO2催化制甲醇催化劑
甲醇作為重要的化工原料,廣泛用于制造烯烴、汽油、生物柴油和燃料添加劑等,將CO2催化轉化為甲醇是非常重要的CO2再利用方法。目前應用最多的催化劑包括Cu基催化劑、貴金屬催化劑、In2O3基催化劑和新型異質結構催化劑。
2018年,中國科學技術大學研究團隊發現一種新型鉑單原子催化劑,該新型催化劑可把二氧化碳這一溫室氣體高效轉化為清潔液體燃料——甲醇。借助科技手段將溫室氣體“變廢為寶”,不僅能緩解碳排放引發的溫室效應,還將成為理想的能源補充形式。
CO2催化制甲酸催化劑
甲酸是重要的化工原料,也是一種常用的液態儲氫原料,可以將氣態氫轉化為液態氫,便于儲存和運輸,實現能量循環。CO2經催化轉化為甲酸是生產甲酸的重要反應路徑之一。反應最常用的催化劑類型是異質化分子催化劑、金屬納米催化劑或本體催化劑。
CO2催化制一氧化碳催化劑
一氧化碳是合成氣和各種煤氣的主要成分,并在冶金工業中用作還原劑,通過RWGS反應將CO2催化轉化為CO,是CO2加氫轉化最有前景的方法之一。
CO2催化制低碳烯烴催化劑
低碳烯烴由于具有不飽和配位鍵,是很多其他有機物的前驅物,是重要的化工原料,目前已知Fe、Co、Mo、Ru、Ni等組分對合成低碳烯烴具有較高的催化活性。
CO2催化制芳香烴催化劑
芳香烴尤其是苯、甲苯和二甲苯(BTX),是生產合成橡膠、尼龍、樹脂、香料和藥物最重要的基礎化學原料,CO2加氫合成芳香烴是一種非石油路線合成芳香烴的技術。
CO2定向轉化為高附加值化工原料是實現“雙碳”目標的途徑之一。但CO2作為惰性氣體不易發生反應,常需采用催化劑降低反應能壘才能發生。盡管目前在新型催化劑的研究上取得了諸多進展,但距離大規模工業化仍有距離。因而在實現“雙碳”目標的背景下,開發高轉化率的新型CO2轉化催化劑仍將是未來研究的重點內容。
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