近日，我院低碳技術(shù)與化學(xué)反應(yīng)工程研究團(tuán)隊(duì)在COx加氫反應(yīng)研究方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在化工頂級(jí)期刊《Chemical Engineering Science》（2016年影響因子2.895）與《ChemCatChem》（2016年影響因子4.803）上，第一作者分別為我院碩士研究生馬海斌、陸振譜同學(xué)，岳海榮副教授為論文的通訊作者。
COx加氫作為CO/CO2轉(zhuǎn)化利用與可再生氫氣能源化學(xué)儲(chǔ)存的重要反應(yīng)過程，是能源與環(huán)境化工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。近年來，研究團(tuán)隊(duì)從催化基礎(chǔ)角度開展了有特色和深入系統(tǒng)的反應(yīng)工程研究，致力于開發(fā)新型催化材料改善傳質(zhì)傳熱與反應(yīng)性能，以解決加氫反應(yīng)過程存在的共性關(guān)鍵問題。
近期，研究團(tuán)隊(duì)理性設(shè)計(jì)與合成了金屬泡沫基三明治結(jié)構(gòu)的Ni-SiO2/GO-Ni-Foam納米催化劑用于CO2加氫甲烷化反應(yīng)，利用石墨烯插層結(jié)構(gòu)促進(jìn)在金屬泡沫表面形成穩(wěn)定的硅酸鎳活性組分，通過DFT模擬結(jié)果證實(shí)了插層結(jié)構(gòu)的引入可以提高CO2分子在Ni團(tuán)簇的吸附能、降低CO2裂解為CO分子與O原子和H2解離為2H原子的能壘。同時(shí)利用金屬基底的導(dǎo)熱特性及時(shí)的移除反應(yīng)熱，有效地抑制了高溫反應(yīng)條件下的碳沉積，實(shí)現(xiàn)了高溫反應(yīng)條件下的活性與穩(wěn)定性大幅提升，研究對(duì)加氫催化劑的研究提供良好的借鑒作用。
同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了MoS2-Al2O3/Ni-Foam鉬基泡沫結(jié)構(gòu)整體式催化劑用于工業(yè)耐硫甲烷化反應(yīng)，以強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)過程，緩解反應(yīng)過程中因反應(yīng)放熱引起反應(yīng)問題不均與反應(yīng)穩(wěn)定性差的問題，結(jié)合CFD模擬計(jì)算證實(shí)了該催化劑能夠促進(jìn)甲烷化反應(yīng)過程的高熱量及時(shí)移除，避免了催化劑床層熱點(diǎn)的出現(xiàn)，提升了反應(yīng)的穩(wěn)定性與催化劑抗高溫?zé)Y(jié)的能力。
該研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（21576169，21306118）、高等教育博士基金項(xiàng)目（20130181120065），四川大學(xué)“化工之星”優(yōu)秀青年人才培養(yǎng)計(jì)劃等項(xiàng)目資助。
原文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009250918303117
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cctc.201701314
碳技術(shù)與化學(xué)反應(yīng)工程課題組
李天友 審核
高敏 編輯
beat365
2018年5月28日
