[發(fā)明專利]一種光熱驅(qū)動(dòng)逆水煤氣變換反應(yīng)的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310465222.X
• 申請(qǐng)日: 2023-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN116588936A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊宇杰;熊海龍;季曉敏;龍冉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B32/40
• 分類號(hào): C01B32/40;B01J23/89;B01J35/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 劉樂(lè)

本發(fā)明提供了負(fù)載的高熵合金在CO₂源和H₂源制備CO過(guò)程中作為催化劑的應(yīng)用。本發(fā)明還公開了相應(yīng)的高效可持續(xù)的光熱驅(qū)動(dòng)逆水煤氣變化反應(yīng)(RWGS)，采用的特定的高熵合金催化劑具有很好的光熱轉(zhuǎn)化效率，可以僅在光照下即可高效驅(qū)動(dòng)RWGS反應(yīng)，無(wú)需外加熱。該過(guò)程不僅有助于緩解溫室效應(yīng)而且提高了能源利用效率，極大的降低了生產(chǎn)成本和能耗。本發(fā)明提供的方法，產(chǎn)物CO的生成速率高達(dá)11molg^?1h^?1以上，選擇性高達(dá)100％，而且催化劑可穩(wěn)定運(yùn)行500小時(shí)以上，具有反應(yīng)過(guò)程簡(jiǎn)單、周期短、催化劑廉價(jià)易得且可重復(fù)使用等優(yōu)勢(shì)，為RWGS反應(yīng)制備CO提供了新的合成途徑，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于逆水煤氣變換反應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及負(fù)載的高熵合金在CO₂源和H₂源制備CO過(guò)程中作為催化劑的應(yīng)用以及一種逆水煤氣變化反應(yīng)的方法，尤其涉及負(fù)載的高熵合金在CO₂源和H₂源制備CO過(guò)程中作為催化劑的應(yīng)用以及一種光熱驅(qū)動(dòng)逆水煤氣變換反應(yīng)的方法。

背景技術(shù)

隨著人口快速增長(zhǎng)和技術(shù)進(jìn)步，化石能源被高速開采與消耗，導(dǎo)致大氣中CO₂含量日益增加，引起了全球溫室效應(yīng)以及海洋酸化等環(huán)境問(wèn)題。開發(fā)清潔能源、降低CO₂過(guò)量排放意義重大。

RGWS反應(yīng)可以將溫室氣體CO₂轉(zhuǎn)為CO，作為一種典型的CO₂利用技術(shù)被廣泛研究，對(duì)減少CO₂排放和實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)具有十分重要的意義。RGWS反應(yīng)的產(chǎn)物CO是一種重要的化工原料，可直接作為費(fèi)托合成反應(yīng)的原料，生產(chǎn)高附加值的化學(xué)品，更有利于工業(yè)化應(yīng)用。然而，由于C＝O鍵的高解離能(～750kJ?mol^-1)和RWGS反應(yīng)的吸熱特性，導(dǎo)致RGWS反應(yīng)通常需要高的工作溫度和壓力(例如，300～600℃，2～5MPa)。如此高的反應(yīng)溫度造成了巨大的能源消耗，增加了運(yùn)行成本。此外高溫和強(qiáng)還原性氣氛經(jīng)常導(dǎo)致催化劑的燒結(jié)，阻礙了工業(yè)化應(yīng)用。

因此，如何找到一種適宜的方式，克服現(xiàn)有的RGWS反應(yīng)存在的上述缺陷，發(fā)展溫和條件下的RGWS反應(yīng)技術(shù)勢(shì)在必行，也是本領(lǐng)域諸多具有前瞻性的研究人員廣為關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供負(fù)載的高熵合金在CO₂源和H₂源制備CO過(guò)程中作為催化劑的應(yīng)用以及一種逆水煤氣變化反應(yīng)的方法，特別是一種光熱驅(qū)動(dòng)逆水煤氣變換反應(yīng)的方法。本發(fā)明將負(fù)載的高熵合金應(yīng)用于RGWS反應(yīng)，得到了一種光熱驅(qū)動(dòng)RGWS反應(yīng)的方法，能夠在溫和條件下實(shí)現(xiàn)高效、高選擇性、高穩(wěn)定性地制備CO，而且制備方法合成步驟簡(jiǎn)單，條件溫和，適合于大規(guī)模生產(chǎn)推廣和應(yīng)用，具有良好的實(shí)用前景。

本發(fā)明提供了負(fù)載的高熵合金在CO₂源和H₂源制備CO過(guò)程中作為催化劑的應(yīng)用。

優(yōu)選的，所述高熵合金中的金屬包括Co、Fe、Ni、Cu、Zn、Ru、Au、Rh、Pd和Pt中的四種或四種以上；

所述負(fù)載的載體包括金屬氧化物載體。

優(yōu)選的，所述高熵合金與載體的摩爾比為(0.005～0.2)：1；

所述金屬氧化物載體包括TiO₂、CeO₂、ZnO、MgO和Al₂O₃中的一種或多種；

所述制備的條件包括在賦能的條件下進(jìn)行制備。

優(yōu)選的，所述制備的時(shí)間為0.1～1000h；

所述賦能的方式包括光照和/或加熱；