韓國開發新型鎳催化劑技術有助於溫室氣體資源化利用

中國有色金屬報 2018-05-02 09:22

  近期,韓國延世大學魯賢錫(音譯)教授研究團隊查明了一種高性能鎳催化劑的機理,這種鎳催化劑可以有效捕集二氧化碳,並進行回收再利用,此舉將有助於實現二氧化碳和甲烷等溫室氣體的資源化利用。

  爲了減少溫室氣體的排放,將其轉化爲有用的資源進行回收再利用,全球都在積極開展相關的研究,但是二氧化碳這類溫室氣體由於結構穩定,因此很難實現化學轉化,而且在高溫化學反應條件下,催化劑的安全性也很難保證。

  爲了開發二氧化碳改質反應專用的高性能催化劑,研究團隊探討了鎳(Ni)、氧化鎂(MgO)、氧化鈰(CeO2)和氧化鋯(ZrO2)等成分對催化劑性能的影響,根據組分比率的變化,研究性能如何改變,由此開發出經濟的、成分穩定的鎳催化劑。

  通過比較催化劑應用於二氧化碳改質反應的性能,發現影響催化劑性能的主要因素就是活性物質鎳的粒子尺寸,而且氧化鈰的含量越高,催化劑成分之間的相互作用也會越強,同時確定,鎳粒子尺寸較小的納米結構將有利於催化劑的反應。

  根據之前的研究,團隊開發出的催化劑中,鎳成分對二氧化碳改質反應具有較高的活性,氧化鈰可提高催化劑的活性,氧化鋯具有熱穩定性,此後添加廉價的氧化鎂,在提高經濟性的同時,催化劑的活性還可以維持200小時以上。

  魯賢錫評價說,通過闡明二氧化碳催化劑的重要機理,可以確定,這類新型催化劑是可以實現商業化應用的,爲了將發電站和鋼鐵廠排出的二氧化碳進行資源化處理,相關催化劑和反應器的後續開發還將進行。

  此次研究得到了韓國科學技術信息通信部、韓國研究財團基礎研究業務的大力支持,相關研究成果已經刊登於化學領域的權威雜志《綠色化學》(《Green Chemistry》)的3月刊。


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