NiAlNd catalysts for CO2 methanation derived from the layered double hydroxide precursor
Jinglin CHENG, Xiaoming GUO, Tao MENG, Xu HU, Liang LI, Yanzhe WANG, Wenzhu HUANG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240152
The glycol solvent -thermal method prepared a serial of NiAlNd catalysts based on layered double hydrox-ides (LDHs) precursor. The introduction of Nd greatly promoted the catalytic activity for CO2 methanation at low temperatures. The CO2 conversion on the NiAlNd - 0.4 catalyst reached 83.9% under the reaction condition: T= 210 ℃, WHSV (weight hourly space velocity)=24 000 mL·g-1·h-1, p=100 kPa. The substitution of Nd3+ for Al3+ hin-dered the formation of LDHs structure in the precursor but decreased the particle size of the calcined catalyst. The interaction between NiO and Al2O3 was weakened with the introduction of Nd, resulting in better NiO component reducibility and high intrinsic activity of the Ni site. Moreover, the presence of Nd increased the number of surface basic sites of the catalyst, thus increasing the adsorption of CO2. With the increase in Nd, the surface area of metallic Ni in the reduced catalyst takes on a volcano-shape variation trend. The catalytic activities of NiAlNd catalysts are affected by the number and intrinsic activity of Ni sites simultaneously.
关键词: CO2 methanation, layered double hydroxide, NiAl catalyst, neodymium, active site
金属有机框架衍生材料修饰电极对叔丁基对苯二酚的电化学灵敏检测——推荐一个科研成果转化的综合化学实验
郑胜彪, 李亮, 张妮妮, 包睿敏, 胡瑞章, 唐婧
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310096
介绍了一个由科研成果转化的大学综合化学实验,本综合实验以ZIF-67金属有机框架材料为基础,以制备高灵敏叔丁基对苯二酚电化学检测传感器为目标。常温条件下溶液合成ZIF-67金属有机框架材料,还原气氛热解得到Co纳米颗粒和氮掺杂碳纳米管(Co/NCNTs)复合材料,以此材料修饰玻碳电极,考察其检测食用油中常用抗氧化剂成分叔丁基对苯二酚的能力。制备的材料由扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和能量色散X射线光谱仪(EDX)表征形貌、结构和元素组成。实验所用试剂易得,操作简单,成功率高;从材料制备、结构表征到性能测试对学生进行完整的科研操作训练,使其熟悉金属有机框架材料的概念,了解材料构性关系,不仅有利于提高学生的综合实验能力,也可以培养学生的科研兴趣,拓展学生的视野。
关键词: 金属有机框架材料, 叔丁基对苯二酚, 电化学检
Ce的引入对NiAl催化CO2甲烷化低温性能的影响
王彦哲, 郭晓明, 郭强胜, 李亮, 卢斌, 叶沛杭
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250202
采用共沉淀法制备了一系列NiAlCex(x=0.1、0.2、0.4、0.6,x为Ce的物质的量与Al和Ce总物质的量的比值)催化剂并应用于CO2甲烷化反应,结果表明适量Ce的引入显著提高了NiAl催化CO2甲烷化的低温催化活性。当x=0.2时,在220 ℃、100 kPa和24 000 mL·g-1·h-1的重时空速条件下,NiAlCex催化剂上的CO2转化率达到80.6%。Ce的引入削弱了Ni与Al之间的相互作用,抑制了NiAl2O4尖晶石的生成,促进了催化剂中NiO组分的还原;提高了金属Ni的比表面积,从而有利于H2的吸附和活化;增加了催化剂表面的碱位数量,促进了CO2的吸附活化。稳定性实验表明,Ce的引入抑制了Ni的烧结团聚,提高了催化剂的稳定性。原位漫反射傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)揭示,NiAl催化剂中引入Ce后,CO2加氢的反应路径从CO中间体路径转变为甲酸盐中间体和CO中间体并存的双路径。
关键词: CO2甲烷化, NiAl催化剂, CeO2, Ni的比表面, 反应路径

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