Enhancing carbon dioxide conversion in methane dry reforming multistep reactions through transformation of active species on catalyst surface

二氧化碳重整 催化作用 甲烷 甲烷氧化偶联 化学 碳纤维 氧化铈 合成气 二氧化碳 化学工程 氧气 无机化学 材料科学 有机化学 复合材料 工程类 复合数
作者
Xu Ma,Weiwei Yang,Jinzhan Su,Lan-Xin Liang,Wang-Xin Yang,Ya‐Ling He
出处
期刊:Energy [Elsevier BV]
卷期号:290: 130279-130279 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.energy.2024.130279
摘要

This study employed a novel one-pot method to encapsulate cerium species on the Ni–Al heterogeneous interface, aiming to achieve the capture and efficient utilization of greenhouse gas (CO2). Characterization results revealed that nickel species experienced various forms such as oxides and carbon-nickel compounds at the heterogeneous interface. The presence of cerium groups within the catalytic system induces the precipitation of nickel grain monomers on the support, decomposing the CH4–CO2 reforming process into a multistep reaction that breaks the thermodynamic barrier and kinetic limitation of the multicarbon coupling phenomenon, and greatly reduces the energy consumption of the reaction. Results showed that at a temperature of 800 °C and a Ni/Ce molar ratio of 0.2 in the catalyst, the activity was stable and the CO2 conversion reached 81.69 %, which was a 15.33 % enhancement compared to the base catalyst. Additionally, the mutual conversion of Ce3+/Ce4+ promoted the internal electron interaction process in the catalytic system, increasing the number of oxygen vacancies and reducing acidic sites, which facilitated reactant activation and carbon elimination. This work provides insights for the efficient utilization of greenhouse gases.

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