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我校提出调控活化过程提高铜基催化剂稳定性新策略

发布时间:2022-06-17 来源:省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室 作者:文字/李聪明

近日,我校省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室李聪明教授课题组在Cu基催化剂催化CO2加氢合成甲醇反应研究中取得新进展。通过合理调控活化过程,实现了铜基催化剂物化性质的重构,从而显著提高了催化剂的稳定性。该策略为提高负载型金属催化剂稳定性提供了新途径。

活化是将催化剂进行处理(焙烧、还原、氧化等)使之具备对反应起催化作用所需要的物理结构和化学状态的过程。该过程也是衔接催化剂制备和性能评价的重要环节。Cu基催化剂的活化过程是一个强放热的过程,且伴随有大量水蒸气的产生,必然会引发催化剂物化性质的变化,进而决定了催化剂反应性能的优劣。因此,调控Cu基催化剂活化过程对于催化剂活性及稳定性的改进起着至关重要的作用。

李聪明团队一直致力于高效稳定铜基催化剂的设计与制备。在前期相关研究(J. Catal., 2019, 372: 163-173; Appl. Catal. A: Gen., 2020, 594: 117466;Acta Phys-Chim Sin, 2021, 37: 2009101; Appl. Catal. A: Gen., 2021, 623: 118299.)的基础上,本工作通过调节活化速度显著提高了Cu物种的分散度,实现了Cu-ZnO相互作用的优化,稳定了活性物种价态的分布。该研究为设计高效稳定的多相催化剂拓宽了研究思路,提供了一定的理论指导。

相关研究成果以“Activation reconstructing CuZnO/SiO2catalyst for CO2hydrogenation”为题,于近日发表在催化领域顶级期刊Journalof Catalysis上,该工作的共同第一作者是硕士研究生王彦和博士研究生生王晓月。该研究得到国家自然科学基金、谢克昌院士产学研贯通平台项目、山西省自然科学基金等项目的支持。

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