CH_(4)和CO_(2)共转化反应机理研究进展

作者：成昊霖; 年瑶^*; 韩优^*

来源：化工进展, 2023, 1-21.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1069

• 甲烷
• 二氧化碳
• 反应机理
• 合成气
• 乙酸
• C_(2)烃

本综述介绍了CH4和CO2共转化生成合成气、乙酸和C2烃3个反应路径的反应步骤、关键中间体及其对反应选择性的影响。当生成合成气时，CH4与CO2的活化解离是关键步骤，催化剂载体表面为酸性或中性时反应遵循单功能机理，CH4和CO2在同一活性中心被活化，当载体为表面碱性时，CH4和CO2遵循双功能机理，在不同活性中心被活化，通常双功能机理的催化效率更高。当生成乙酸时，C-C耦合过程应被重点关注，该过程中气相CO2可能直接插入M-CH3键(Eley-Rideal机理)或先被吸附活化后再插入(Langmuir-Hinshelwood机理)，后者反应能垒更低。当生成C2烃时，活性氧物种被认为是反应的重要中间体，其可能来源于催化剂中的晶格氧或CO2的活化与解离。因此，在催化剂表面构建多个独立活性位点，以分别对CH4和CO2进行多位点协同催化被认为是良好的催化剂改性策略。另外，先进的模拟计算方法和原位表征手段能够深入揭示反应过程中催化剂和反应中间体的动态演变过程及机理，从而为真实CH4和CO2共转化反应过程中催化剂的设计提供理论指导。

• 单位
  天津大学