铜粒子表面微界面结构的设计及其在二氧化碳加氢合成甲醇中的应用

基本信息
批准号:21766027
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:38.00
负责人:马清祥
学科分类:
依托单位:宁夏大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:裴彦鹏,李鹏,孙文娟,张香玲,耿梦倩,王康洲
关键词:
二氧化碳微界面铜基催化剂加氢甲醇合成
结项摘要

Carbon dioxide is the main greenhouse gas, and is also an important C1 feedstock. To convert the CO2 into methanol is an efficient way of utilization of CO2. However, for conventional methanol catalyst, the smooth surface of copper particles leads to generation of plenty of carbon monoxide as by-products, resulting in lower methanol selectivity, which restricts its industrial application. In this project, micro-interface structure was formed on the surface of copper particles by decoration nitrogen-doped graphene quantum dots (N-GQDs) and CeOx via chemical vapor deposition method and the effect of micro-interface structure on catalytic process of carbon dioxide hydrogenation to methanol was studied. The effect of bonding type and content of doped nitrogen, quantum dots size, and pattern of interface conjunction on the catalytic performance will be studied. The synergistic effect of N-GQDs and CeOx and the structure-performance relationship between the micro-interface structure and catalytic performance will be investigated. The implementation of this project will provide theoretical support for efficient convering carbon dioxide into methanol,which is of great importance in both academy and application.

二氧化碳是主要的温室气体,同时又是一种重要的碳一化学原料。将其转化为甲醇是二氧化碳资源化利用的有效途径。传统铜基甲醇催化剂中铜粒子表面平整,在催化过程中易于生成副产物一氧化碳,导致甲醇选择性降低,制约其工业应用。本项目通过化学气相沉积法等手段在铜粒子表面修饰掺氮石墨烯量子点(N-GQDs)和CeOx,使铜粒子表面形成微界面结构,考察微界面结构对催化二氧化碳加氢合成甲醇反应的影响。研究氮掺杂量、氮键合类型、量子点尺寸及界面结合方式等因素对催化剂活性的影响规律, 探索CeOx与N-GQDs的协同作用机理及铜粒子表面微界面结构与催化剂性能之间的构-效关系。通过本项目的实施,为二氧化碳高效转化为甲醇提供理论支持,具有重要的学术意义和应用价值。

项目摘要

二氧化碳是主要的温室气体,同时又是一种重要的碳一化学原料。通过催化加氢将其转化为甲醇是二氧化碳资源化利用的有效途径。传统铜基甲醇催化剂中铜粒子表面平整,在催化过程中易于生产副产物一氧化碳,导致甲醇选择性降低,制约其发展。本项目通过原位复合等手段,在铜粒子表面沉积掺氮石墨烯、氮化碳,使铜粒子表面形成微界面结构,考察微界面结构对催化二氧化碳加氢合成甲醇反应的影响。研究氮掺杂类型及界面组合方式等因素对催化剂活性的影响规律,探索了石墨烯与氮元素种类的协同作用机理及铜粒子表面微界面结构与催化剂活性之间的构-效关系,解决甲醇催化剂性能差的关键问题,实现二氧化碳高效转化,具有重要的学术意义和应用价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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