Co 4N catalizador CO 2Diagrama de reacción de hidrogenación
Recientemente, el laboratorio nacional de ciencia material de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China Hefei y el grupo de trabajo del Profesor Zeng Jie de la Facultad de Química y Ciencia de Materiales, el estudio del catalizador de cobalto (Co) CO 2Reacción de hidrogenación en la fase activa. Los investigadores introdujeron átomos de N en el catalizador Co para construir Co 4N catalizador, y a través de la investigación del mecanismo in situ encontró que, Co 4NH xEs la fase activa real en el proceso catalítico. Los resultados de la investigación son átomos de nitrógeno incorporados en nanoláminas de cobalto como estrategia para impulsar la actividad catalítica. CO 2 la hidrogenación como el título, publicado el 9 de octubre en línea en la revista "Nature - Energy".
Con el rápido desarrollo del progreso científico moderno y el proceso de industrialización, la demanda humana de energía está aumentando, y el uso de combustibles fósiles en grandes cantidades será un día de agotamiento de energía y daño al medio ambiente. Por lo tanto, el desarrollo de energías renovables y la conservación de energía La eficiencia es inminente 2La hidrogenación por un lado puede usar CO 2Materias primas químicas sintéticas, mitigación de CO 2De la presión de descarga para lograr el reciclaje de energía de carbono, por otro lado con la nueva energía de la electrólisis de hidrógeno, la convergencia de la industria de cloro-álcali, para lograr el almacenamiento de los recursos de hidrógeno. 2La hidrogenación es una reacción importante en la química del carbono, y su investigación puede ayudarnos a entender mejor el CO 2La activación y transformación en el catalizador es importante para comprender la formación de especies de carbono en la superficie del catalizador heterogéneo y el crecimiento de la cadena de carbono, y puede guiar la transformación de otros materiales carbonosos.
CO 2Existe un problema de consumo excesivo de energía en el proceso de conversión de hidrogenación 2En las últimas décadas, las personas han desarrollado una serie de estrategias diferentes para mejorar el catalizador de metales no preciosos para el CO 2Actividad de reacción de hidrogenación. Hasta la fecha, catalizadores de metales no nobles en CO 2La fase activa en la reacción de hidrogenación todavía está en la etapa inicial.
Los investigadores introdujeron átomos de N en el catalizador Co para formar Co 4N catalizador 2Hidrogenación catalizada por Co 4N catalizador bajo las condiciones de 32 atm y 1500C, la frecuencia de conversión (TOF) fue 64 veces la del catalizador Co en las mismas condiciones Co 4La energía de activación aparente del catalizador de N es de 43.3 kJ mol -1, Catalizador Only Co (91.4 kJ mol -1) En aproximadamente la mitad de los estudios posteriores del mecanismo in situ se ha demostrado que en H 2En la atmósfera, el átomo de N en el catalizador Co4N adsorbe el átomo de H unido para formar Co 4NH xTal tipo especial de fase 4NH xEn el grupo amino, los átomos de H se agregaron directamente al CO 2La especie HCOO * se formó como un producto intermedio en la molécula. Además, el H adsorbido 2O moléculas a través de la interacción del enlace de hidrógeno para promover la activación y disociación de amino H, acelerando así el proceso de hidrogenación. Este trabajo mediante la introducción de átomos de N, con el fin de optimizar el catalizador de metal no noble en el CO 2La actividad de la reacción de hidrogenación proporciona una manera simple y efectiva de mejorar el efecto de los catalizadores a base de cobalto en el CO 2La reacción de hidrogenación en la fase activa de la comprensión del futuro para la búsqueda de CO más económico y eficiente 2El catalizador de hidrogenación proporciona una nueva idea.
El trabajo de investigación ha sido el foco de los proyectos de investigación científica de la Academia China de Ciencias, el Programa Nacional de Investigación Científica, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de la financiación.
