Ni/Ce0.75Zr0.25O2界面催化CO2甲烷化密度泛函理论研究

• 作者: 彭超 王海丰 胡培君 陈建富
• 来源期刊: 中国科学（化学）
• 关键词: CO2甲烷化 铈锆固溶体 界面催化 协同作用 密度泛函理论
• 年，卷（期）: 2015,（12）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 1291-1298
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/N032015-00173

摘要

将温室气体CO2催化加氢转化为CH4,有利于碳资源化利用和减轻环境污染,是具有一定现实意义的模型化反应.实验发现,氧化物负载型催化剂对CO2甲烷化过程展现出较高的催化活性和稳定性,但其催化机理和界面作用机制并未得到清楚认识.基于DFT+U计算方法,本文系统研究了复合氧化物Ce0.75Zr0.25O2负载Ni体系催化CO2甲烷化复杂基元过程.结果表明,在Ni/Ce0.75Zr0.25O2(110)体系中,CO2甲烷化反应涉及CO2分解和甲酸盐两条途径,且CO2的分解途径占主导地位,整个反应的控制步骤为CO2吸附过程.产物甲烷是由界面上CO2解离加氢产生的CH基团进一步在金属Ni活性位上加氢生成,揭示了该催化体系中载体与负载物之间存在协同催化作用,即载体界面主要发生碳氧化物的脱氧加氢,碳氢中间物种的加氢反应在Ni上发生.