Las emisiones masivas de CO2 derivados del uso de combustibles fósiles han provocado una serie de problemas medioambientales y cambios climáticos. Impulsado por el rápido desarrollo del hidrógeno verde y el CO2 tecnologías de captura, la hidrogenación de CO2 a combustibles de hidrocarburos y productos químicos se está convirtiendo en un proceso prometedor para la reducción de la huella de carbono y el almacenamiento de energía renovable. La catálisis fototérmica permite un CO2 eficiente conversión en condiciones suaves.
Un estudio dirigido por el Prof. Kang Cheng (Facultad de Química e Ingeniería Química, Universidad de Xiamen) y el Prof. Ye Wang (Facultad de Química e Ingeniería Química, Universidad de Xiamen) evaluó catalizadores utilizando un reactor de cuarzo de lecho fijo de alta presión con un Cavidad cuadrada en el medio para introducir luz. El estudio se publica en la revista Science China Chemistry. .
Se sintetizaron una serie de catalizadores fototérmicos de aleación de NiFe utilizando el método de precipitación asistida por urea para CO2. metanación, en la que las nanopartículas bimetálicas de NiFe con Al2 O3 como promotor estructural y la relación atómica Ni/Fe de 7 tuvo el mejor rendimiento catalítico.
El CO2 La tasa de conversión puede alcanzar el 98%, el CH4 la selectividad es del 99% sin calefacción externa. El catalizador puede funcionar de forma estable durante más de 100 horas. En comparación con otros catalizadores, se descubrió que el pequeño tamaño de partícula de la aleación (~21 nm) y la estructura en capas única del catalizador de NiFeAl podrían mejorar el efecto LSPR de la aleación de NiFe.
En comparación con el Ni o el Fe, las aleaciones de NiFe pueden promover el CO2 metanización sinérgicamente. Se detectó que la temperatura en la superficie del catalizador llegaba a 356 °C bajo irradiación de luz observada por una cámara infrarroja, lo que indica que el catalizador era capaz de convertir eficientemente la energía luminosa en energía térmica.
Este artículo no solo preparó un catalizador eficiente para CO2 metanización, sino que también proporcionó la idea para el diseño estructural de un catalizador fototérmico.
Más información: Jiarong Li et al, Metanación fototérmica eficiente de CO2 sobre nanopartículas de aleación de NiFe con efecto de resonancia de plasmón superficial localizado mejorado, Science China Chemistry (2023). DOI:10.1007/s11426-023-1876-4
Proporcionado por Science China Press
