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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
构筑石墨-CeO2界面实现高活性光热干重整制合成气(英文)
  • 8
  • 作者

    李瑞涛 龚坤 代元元 牛强

  • 单位

    中国科学院上海高等研究院中国科学院低碳转化科学与工程重点实验室中国科学院大学内蒙古鄂尔多斯电力冶金集团有限公司国家企业技术中心中国科学院上海高等研究院低碳催化与二氧化碳利用国家重点实验室上海科技大学物质科学与技术学院

  • 摘要
    CeO2半导体催化剂广泛应用于太阳能驱动的光热甲烷干重整反应(Dry reforming of methane,DRM),然而其光利用效率偏低。为了解决该问题,本文构筑了石墨-CeO2界面以进一步提高光燃料利用效率。研究发现,与碳纳米管改性的CeO2(CeO2-CNT)相比,石墨改性的CeO2 (CeO2-GRA)形成石墨-CeO2界面,具有较高的还原能力,从而促使CeO2形成丰富的氧空位。Ni/CeO2-GRA催化剂由于具有丰富氧空位的石墨-CeO2界面,显著增强了可见光吸收,并促进了光生电子-空穴对的生成和分离。不仅如此,石墨的强吸热能力使得Ni/CeO2-GRA催化剂的光热转换能力得到了进一步提高,催化剂表面的聚光温度由592.1℃提升至691.3℃。聚光太阳能诱导的光生电子-空穴对与局部热能之间的协同效应显著提升了DRM反应活性和光燃料效率。与未改性的Ni/CeO2催化剂相比,Ni/CeO2-GRA的CO产率由7192.4提高至9985.6 mmol/(g·h),光燃料效率也从13.8%提升至21.8%。本工作表明通过构筑石墨-半导体界面可显著提高光利用效率,为光热催化剂的设计提供了指导。
  • 关键词

    干重整反应光热催化CeO2石墨界面

  • 引用格式
    李瑞涛,龚坤,代元元,等.构筑石墨-CeO2界面实现高活性光热干重整制合成气(英文)[J/OL].燃料化学学报(中英文),1-11[2025-03-08].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1410.TQ.20250306.1036.001.html.
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