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“碳一化学”专题

来源：洁净煤技术

专题来自于《洁净煤技术》，共22篇研究成果。

行业视野: 煤化工
类别; 101个
关键词; 104位
专家; 22篇
论文; 18598IP
点击量; 11793次
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甲烷二氧化碳重整镍基催化剂的研究进展

作者(Author)：吴兴亮, 吕凌辉, 马清祥, 曾春阳, 赵天生

摘要：甲烷二氧化碳重整制合成气是对甲烷、二氧化碳这2种温室气体资源化利用的有效途径。近年来，研究最多的领域是关于该反应催化剂的开发，其中镍基催化剂的研究最广泛。为了全面了解甲烷二氧化碳重整反应及镍基催化剂的应用，介绍了甲烷二氧化碳重整反应的热力学研究及机理；分析了镍基催化剂的积碳原因及消碳途径；论述了镍基催化剂的载体、助剂、制备方法对催化剂催化性能的影响；最后对镍基催化剂未来的研究方向进行了展望。热力学研究结果显示，高温低压有利于甲烷二氧化碳重整反应的进行；针对甲烷二氧化碳重整反应的机理尚没有统一的定论，不同催化剂应用于该反应，作用机理也不同；镍基催化剂积碳主要由甲烷裂解反应、一氧化碳歧化反应及一氧化碳氧化还原反应产生，为解决积碳问题，从催化剂方面着手，通过调控催化剂性质抑制积碳；载体性质、助剂类型、制备方法不同会对镍基催化剂产生不同作用；镍基催化剂距离工业化应用还有一段距离，在未来发展中可优化催化剂制备条件，深入探究催化剂的积碳机理，理论与实践相结合，进一步探究镍基催化剂的性能。

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洁净煤技术

2021年第03期

506

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煤催化加氢气化研究进展

作者(Author)：严帅, 夏梓洪, 陈彩霞, 曲旋, 毕继诚

摘要：煤加氢气化制天然气技术具有工艺路径短、热效率高等优点，其应用基础研究备受关注。但是煤中存在部分致密的芳香碳结构，加氢反应性较差，即使在苛刻的反应条件下（~1000℃，~7 MPa H2），仍难以转化。通过引入催化剂，进行煤催化加氢气化可在温和的反应条件下实现煤的碳转化率和CH4收率的同步提高。本文首先论述了碱金属（K、Na等）、碱土金属(Ca)和过渡金属（Fe、Co、Ni等）催化剂对模型碳加氢气化的催化作用原理。然后，探讨了反应温度、氢气压力、和碳结构对C-H2催化反应的影响规律。在以上基础上，考虑实际应用，分析了适用于原煤催化加氢气化的最佳催化剂及工艺条件，并从CH4和轻质液体焦油等产物生成规律、煤中碳结构随着反应的进行的衍变过程等角度，讨论了催化剂分别对煤加氢热解和热解半焦加氢气化的催化作用行为。最后，提出煤催化加氢气化联产CH4和轻质液体焦油技术从基础走向应用的进一步研究建议。

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洁净煤技术

2021年第01期

795

337
CO2吸附强化CH4/H2O重整制氢催化剂研究进展

作者(Author)：刘璐, 许凯, 荆洁颖, 冯杰, 李文英

摘要：CO2吸附强化CH4/H2O重整制氢是提供低成本高纯氢气和实现CO2减排的方法。其中，催化剂和吸附剂是该工艺的重要组成部分，其活性与选择性制约了反应的速率和产率，寿命长短关系到生产成本的高低。本文综述了CO2吸附强化CH4/H2O重整制氢催化剂和吸附剂的研究现状及存在问题，发现机械混合的催化剂与吸附剂在反应过程中存在吸附产物包覆催化活性位点的问题，导致催化剂活性迅速下降。针对该问题，本文进一步探讨了不同结构双功能复合催化剂的结构特性、研究现状及其在循环-再生过程中存在的问题，通过对比发现核壳型双功能催化剂因核壳结构吸附组分与催化剂组分相对独立、催化组分分散分布和具有大的比表面积等优点，使其在吸附强化制氢中有进一步研究的潜力。

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洁净煤技术

2021年第01期

747

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限碳背景下燃煤电厂对策分析与电化学催化还原技术进展

作者(Author)：马双忱, 武凯, 刘畅, 别璇, 王智, 王雨菲, 李嘉雨

摘要：分析了目前CO2减排的压力和趋势，以电化学催化还原为技术核心，结合燃煤排放特点，对电化学体系进行了优选，提出限碳背景下燃煤电厂的减排策略。在缓解日益严峻的CO2减排和温室效应问题的同时，将大体量废弃的CO2转化为具有利用价值的产品是碳捕集与利用的必由之路。对CO2电化学催化还原技术的过程原理进行简要阐述，围绕电极、电解质、CO2溶解性、反应器形式进行讨论，结合电化学催化还原技术特点和燃煤电厂结构特征，对大体量、低浓度CO2电化学催化还原条件进行筛选，确定了以Cu基气体扩散电极-离子液体-连续式反应器为核心的基本电化学体系，进而提出燃煤电厂烟气中CO2电化学催化还原对策，但在向实际应用转化过程中该技术仍面临非理想气源中杂质的影响、还原电流密度低引发的产物生成速率慢、电极寿命短、产物多样性伴随的分离及提纯难度大等障碍，为面向应用的技术发展指明了研究方向。

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洁净煤技术

2021年第02期

1034

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热助光催化CO2还原研究进展与展望

作者(Author)：赵江婷, 熊卓, 赵永椿, 张军营

摘要：光热催化是一种极具前途的CO2还原策略，可以利用太阳光谱的广泛吸收来激发热化学和光化学过程的结合，从而协同推动催化反应的进行，使得CO2在较为温和的条件下实现高效转换。作为光热催化的一种，在光催化中引入热能，可以提高太阳光利用率，促进载流子的激发和分离，加快反应分子扩散，从而提升反升性能。本文对当前光热催化CO2还原的概念和原理进行了分类，并对热助光催化还原CO2反应的研究现状进行了总结。基于反应产物的差异，介绍了热助光催化反应的催化剂选择，反应条件和反应机理，此外，还介绍了这类反应实验中关键的局部测温技术。最后对热助光催化CO2还原技术的发展进行了展望。

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洁净煤技术

2021年第02期

1804

605
CO2合成醇酯类化学品和高分子材料研究进展

作者(Author)：白煜, 梁杰, 王利国, 曹妍, 贺鹏, 李会泉

摘要：我国作为煤炭大国，燃烧化石燃料产生大量CO2。通过化学作用将CO2转化为能源燃料、基础化学品或高分子材料，有利于实现碳氧资源综合利用。本文从CO2直接利用和间接利用的角度出发，分别综述了CO2的资源化利用研究进展。直接利用方面，重点阐述了CO2直接加氢合成甲醇和乙醇；同时，CO2可作为羰基化剂合成有机碳酸酯和高分子材料，包括碳酸二乙酯、聚碳酸酯和CO2基可降解聚合物。在间接利用方面，重点阐述了CO2经过碳酸乙烯酯的酯交换反应合成碳酸二甲酯，以及碳酸乙烯酯加氢制备甲醇联产乙二醇的研究进展。CO2加氢直接合成甲醇催化剂主要包括铜基催化剂、贵金属催化剂，由于贵金属的成本高，因此Cu基催化剂研究较为广泛，甲酸盐是CO2加氢直接合成甲醇的重要中间体。CO2加氢直接合成乙醇，研究最广泛的催化剂为贵金属（Rh、Pd、Ru）基催化剂体系，还需进一步研究廉价、活性和稳定性高的催化剂。CO2与乙醇直接合成DEC研究较多的催化剂为铈基多相催化剂，但由于生成物中水分的影响，限制了DEC的选择性。环氧化物和CO2耦合反应生成DEC过程中不产生水，可以有效克服热力学的限制，因此高能化合物与CO2的耦合路线是高效制备DEC的有效途径。CO2与环氧化物共聚制备聚碳酸酯材料多采用稀土三元催化剂体系，环氧化物的转化率和聚碳酸酯选择性较高，目前已经实现工业应用。CO2通过碳酸乙烯酯与甲醇酯交换合成DMC，多使用碱性较强的催化剂和碱性基团的离子交换树脂。在CO2经碳酸乙烯酯加氢制备甲醇和乙二醇的反应中，铜基催化剂研究较多。CO2化学转化利用是CO2碳氧资源综合利用的重要途径，将有效支撑我国未来碳中和目标实现。

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洁净煤技术

2021年第02期

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632