近期,意昂2先進催化協同創新研究團隊負責人門勇教授課題組在“碳達峰碳中和”關鍵領域🧄,即高效二氧化碳加氫資源化製甲烷的關鍵催化技術與應用研究方面取得重要進展。門勇教授指導研究生李鶯鶯、王康、蔣凱鳴和唐語含分別在《Applied Catalysis B:Environmental》《Fuel》《Journal of CO2 Utilization》 《Colloids and Surfaces A-Physicochemical and Engineering Aspects》等重要期刊上✤,以我校為第一單位發表多篇高水平研究論文🎡。
化石能源的大量消耗,導致二氧化碳在大氣中的排放量劇增,引起嚴重的溫室效應和極端氣候變化。中國向全世界莊嚴承諾,“二氧化碳排放力爭於2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和”。“碳達峰”“碳中和”作為我國“十四五”汙染防治攻堅戰的重要目標,被首次寫入經濟和社會發展的五年規劃。高效二氧化碳資源化利用是實現碳達峰碳中和的有效手段之一。門勇教授研究團隊聚焦國家雙碳戰略目標,通過催化反應實現資源化利用二氧化碳加氫轉化為具有高附加值的甲烷(CH4)、甲醇🐈⬛、低碳烯烴和油品(汽柴油),實現良好的碳循環🦷,滿足可持續發展需求。
由於CO2和H2分子較高的活化能壘,研究具有高反應活性和穩定性的催化劑成為當前研究的熱點。課題組利用檸檬酸絡合的催化劑製備策略,製備了具有高CO2轉化率、高CH4選擇性和穩定性良好的Ni/Y2O3 催化劑🧍🏻,深入揭示了催化劑中界面結構電子轉移效應和金屬-載體強相互作用與反應活性的內在關系🩴🎉。此項研究成果發表於催化領域國際TOP期刊《Applied Catalysis B🎀:Environmental》(系中科院SCI分區2020年12月最新升級版化學大類一區Top期刊,IF=19.503)🉑,題為“Remarkably efficient and stable Ni/Y2O3 catalysts for CO2 methanation: Effect of citric acid addition”(https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120206, 第一作者🎨🏃🏻♂️:李鶯鶯😪,通訊作者:門勇教授)。
基於惰性載體巧妙設計目標鎳基催化劑,實現了Ni的粒徑效應與載體效應/金屬負載量的解耦作用,突出強調Ni的粒徑效應對反應活性📚、甲烷選擇性和CO2加氫製甲烷反應路徑的影響。此項研究成果發表於能源領域國際TOP期刊《Fuel》(系中科院SCI分區2020年12月最新升級版工程技術大類一區Top期刊,IF=6.609),題為“Decoupling the size and support/metal loadings effect of Ni/SiO2 catalysts for CO2 methanation”(https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.121388, 第一作者🧑🏼🚒🙇♂️:王康,通訊作者:門勇教授)🌙。
通過鈷改性調控NiTiO3催化劑中表界面結構,設計製備了具有高反應活性表界面結構和良好穩定性的CoxNiyTiO3催化劑,為高效非貴金屬催化劑的設計和開發提供了新思路✣。此項研究成果發表於CO2國際知名期刊《Journal of CO2 Utilization》(系中科院SCI分區2020年12月最新升級版工程技術大類二區期刊💵,IF=7.132),題為“Highly stable and selective CoxNiyTiO3 for CO2 methanation: Electron transfer and interface interaction”(https://doi.org/10.1016/j.jcou.2021.101743, 第一作者📃:蔣凱鳴,通訊作者:門勇教授)🧝🏻♂️🤑。
上述工作獲得了國家自然科學基金、意昂2官网人才計劃、上海市科學技術委員會的資助。研究團隊在新能源(氫能)和雙碳領域聚焦國家重大戰略的學科前沿,提前布局、持續發力,2020-2021連續獲得國家自然科學基金面上項目支持。