Ru掺杂对Na掺杂的Co/TiO2催化剂在直接CO2加氢制燃料过程中性能的影响

《ChemCatChem》：Effect of Ru Doping on the Performance of Na-Promoted Co/TiO2 Catalysts for Direct CO2 Hydrogenation to Fuels

CO2通过逆水煤气变换和费托合成转化为C2+烃类燃料，钠掺杂Co/TiO2催化剂活性优于未掺杂，添加Ru可提升活性但需控制金属间距。双金属催化剂设计及Na-Ru协同效应影响产物分布和选择性。

　　

摘要

通过氢化作用将二氧化碳（CO?）直接转化为燃料是储存可再生能源的一种有前景的解决方案。这一过程通常通过逆水煤气变换（RWGS）反应生成一氧化碳（CO），随后进行CO-费托合成（FTS）反应。在基于钴的催化剂上，引入掺杂剂可以改善CO?的活化性能，提高RWGS反应的活性，并降低甲烷化反应的速率。我们发现，经过钠（Na）掺杂的Co/TiO?催化剂在活性和对C??的选择性方面优于未经掺杂的催化剂。为了进一步提高催化性能，我们在Na掺杂的Co/TiO?催化剂中添加了钌（Ru），因为已知钌能促进CO-FTS反应中钴的还原。通过使用双金属催化剂和单金属催化剂混合物，研究了Ru在催化剂中位置对催化性能的影响。研究表明，Ru的掺杂可以提高催化活性。此外，我们还发现Co和Ru之间的相对位置对选择性有显著影响。通过将单金属催化剂分成两个床层进行使用，可以获得更高的CO?转化率和C??选择性。降低Ru的负载量显著提高了C?-C?烃类的选择性。

图形摘要

Co和Ru之间的相互作用以及在双金属/双功能催化剂中的物种形态决定了系统的催化活性和选择性。降低它们之间的相互作用程度（采用双床层配置）会限制Co周围富氢微环境的形成，从而降低C??的选择性。降低Ru的负载量可以提高C?-C?烃类的选择性。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。