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多相催化二氧化碳加氢制备高附加值产物

       众所周知,对于二氧化碳的处理是人类关注的热点之一。捕获的二氧化碳与源于可再生资源的氢的相互作用,提供了合成有用燃料和化学物质的替代方法。对于二氧化碳加氢非均相催化剂的制备引起了广大科技人员的兴趣,并且在该领域催化的制备取得了一定的进步。利用人工智能和3D打印技术对催化剂的结构和性能进行提升。与此同时二氧化碳的捕获和转化也是对当今环境保护有着积极的影响。二氧化碳加氢被认为是最好的一种方法去使燃烧后的碳氢化合物再生。而Methanol ReactionFischer-Tropsch是二氧化碳加氢的两种主要的方法。
       在近期发表在《nature communications》上的综述文章,美国怀俄明大学化学与石油工程系科研人员对二氧化碳加氢制备二甲醚、碳氢化合物、烯烃质、汽油等的甲醇中间体反应和费托反应进行系统的概述。基于甲醇(CH3OH)反应的CO2加氢可以通过双功能催化剂上的两个连续反应来实现。其双功能催化剂主要由甲醇合成催化剂和脱水催化剂组成。二氧化碳加氢生成C2+化合物的反应,分别是在200℃~300℃下二氧化碳加氢生成甲醇中间体和在400℃下甲醇脱水形成C2+化合物。科研人员多反应过程产物的选择性和二氧化碳的转化率与催化剂活性的关系进行了探究。在费托反应中先对CO2进行RWGS(水逆汽变换)制得CO和H2,然后再进行费托反应制得碳氢化合物。同时也对产物的选择性和二氧化碳与催化剂的性能进行探究。以大数据和计算机技术背景利用3D打印技术和人工智能对催化剂的性能进行设计。
       通过把3D打印技术和人工智能引入催化剂制备中,能够更好、更精确的控制催化剂的孔径、颗粒直径、比表面积以及催化剂的材料。随着技术的不断进步,未来的3D技术和人工智能所需成本将会更低,推动催化剂更进一步的发展。(来源:QYIM &AMSC B ZHU编报)

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