Ni基雙金屬和載體之間的相互作用及其對(duì)CO2吸附和解離的影響.pdf

1、近年來，CH4-CO2重整制合成氣受到了廣泛關(guān)注。這個(gè)反應(yīng)不僅能減少溫室氣體，而且生成的合成氣CO和H2的比例為1:1，更有利于費(fèi)托合成和一些液體燃料的合成。金屬Ni由于價(jià)格低廉且具有高活性而被選為重整催化劑，但是嚴(yán)重的積碳問題使得Ni催化劑失活，阻止了工業(yè)化的進(jìn)行。
　　 CO2解離產(chǎn)生的O和熱解C反應(yīng)生成CO是消除積碳的有效方法之一，而CO2的吸附是第一步。雙金屬催化劑由于其協(xié)同作用比單金屬催化劑具有更好的活性和穩(wěn)定性，對(duì)積

2、碳的消除有一定的促進(jìn)作用。強(qiáng)的金屬和載體之間的相互作用也可能是消除積碳的原因。
　　 本文采用密度泛函理論(DFT)計(jì)算方法結(jié)合XPS表征手段，研究了雙金屬NiM(M=Mn、Fe、Co和Cu)和載體(MgO、γ-Al2O3)之間的相互作用以及這種作用對(duì)CO2吸附和解離的影響，得到以下結(jié)論：
　　 雙金屬和載體之間的作用是電子的作用，分析雙金屬在載體上的結(jié)合能以及電子的轉(zhuǎn)移，得出雙金屬與γ-Al2O3的作用要強(qiáng)于雙金屬和M

3、gO的作用，而缺陷MgO表面與雙金屬的作用比完美MgO表面強(qiáng)；在MgO載體上，NiCo與載體的作用最強(qiáng)，NiCu最弱，而在γ-Al2O3載體上，NiFe與載體的作用最強(qiáng)，NiCu最弱。
　　 雙金屬和載體之間的作用直接影響催化劑對(duì)CO2的吸附能力，在完美MgO、缺陷MgO和γ-Al2O3三種體系中，雙金屬和載體之間的相互作用越強(qiáng)，催化劑對(duì)CO2的吸附能力越弱；在同一載體不同的雙金屬NiMn、NiFe、NiCo和NiCu體系中，雙

4、金屬和載體之間的相互作用越強(qiáng)，催化劑對(duì)CO2的吸附能力越強(qiáng)。此外，CO2的電荷值越大，C-O鍵活化的程度越強(qiáng)。
　　 比較CO2在4種雙金屬催化劑NiM/γ-Al2O3上的解離能力，發(fā)現(xiàn)NiCo/γ-Al2O3和NiCu/γ-Al2O3催化劑更容易解離CO2產(chǎn)生。原子，從而和熱解C反應(yīng)消除積碳；通過比較CO2在Ni2CO2/γ-Al2O3、缺陷Ni2Co2/MgO和完美Ni2Co2/MgO三種催化劑上的解離，進(jìn)而分析不同載體和雙