张明文1,周杰2,王兆宇1
1. 福建技术师范学院食品软塑包装技术福建省高校工程研究中心
2. 福州大学化工学院
ZHANG Mingwen1, ZHOU Jie2, WANG Zhaoyu1
1. Fujian Provincial Engineering Research
Center for Food Flexible Packaging Technology, Fujian Polytechnic Normal
University
2. College of Chemical Engineering, Fuzhou University
摘要: CO2加氢过程中间体CO在分子水平上的吸附/脱附行为会显著影响产物选择性。本文报道的Pt/Cd-TiO2催化剂在CO2加氢反应中展现出优异的CO产物选择性提升。在通过XRD、H2-TPR、Raman、ESR、TEM、XPS、CO2-TPD和N2吸脱附等表征手段对Pt/Cd-TiO2催化剂进行表征后,将其应用于CO2加氢反应中。活性测试结果显示, Pt/TiO2加氢产物中CO选择性是87.5%,CH4选择性是12.5%。随着Cd2+的引入,Pt/Cd-TiO2的加氢产物中CO选择性提升至98.1%,CH4选择性降低至1.9%。此外,以Pt/Cd-TiO2为催化剂,CO的生成温度降低至225 ℃(Pt/TiO2是250 ℃)。原位FTIR和XPS分析表明,Cd2+的引入能够降低Pt纳米颗粒(Pt NPs)表面的电子密度,Pt NPs表面电子密度的降低有利于吸附态CO(COads)脱附生成气态CO,同时抑制COads加氢生成CH4。在CO甲烷化实验中,Cd2+的引入使CH4产量降低了约6.6倍,这一结果证明Cd2+抑制了CO甲烷化生成CH4,这与Pt/Cd-TiO2在CO2加氢中CO选择性提升的结果一致。为了证明这一结论的普适性,通过多种阳离子(Cd2+、Mn2+、Ba2+、K+、Na+)对Pt/TiO2进行修饰,其CO选择性均有所提升,其中Pt/Cd-TiO2表现出最高的CO选择性。该研究揭示了Pt/Cd-TiO2促进CO2加氢中CO生成的机制,为CO2加氢催化剂设计提供了理论指导。
中图分类号:
TrendMD: