光热催化甲烷干重整研究进展

作者:何展军; 黄敏; 林铁军; 钟良枢
来源:Acta Physico - Chimica Sinica, 2023, 39(09): 28-40.
DOI:10.3866/PKU.WHXB202212060

摘要

随着工业化的推进,化石能源的消耗产生大量温室气体,其中CH4和CO2占据温室气体排放的98%以上。将CH4和CO2转化为高附加值化学品具有重要的意义,一直受到工业界和学术界广泛关注。传统的热催化甲烷干重整(DRM)可实现将CH4和CO2转化为合成气,但该反应过程受热力学限制,需要很高的能量输入,并且由于反应温度较高,催化剂易发生积碳而失活。绿色环保的光催化技术可以使甲烷干重整反应在温和条件下进行,但是存在太阳光利用率和反应转化率较低等问题。最近光热协同催化受到学术界广泛关注。许多研究结果表明,在相对温和的条件下,光热催化DRM可以获得良好的催化效果,可有效实现太阳能转化为化学能。本文简要介绍近期光热催化甲烷干重整反应的研究进展,总结不同金属催化剂在光热催化甲烷干重整中的应用,同时提出了光热催化甲烷干重整存在的一些挑战及展望。

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