调控氧空位增强Ni/Al2O3-CeO2催化剂的低温CO2甲烷化性能

本文通过溶胶-凝胶法设计合成Ni-Ce-Al（NCA）催化剂，系统研究了Ce/Al比例对氧空位浓度及CO2甲烷化性能的影响。NCA-2催化剂在250°C实现78.6% CO2转化率和近100% CH4选择性，其优异性能源于优化的氧空位促进CO2吸附和COOH*中间体加氢路径。该研究为CO2利用（carbon neutrality）提供了 vacancy-driven催化剂的设计策略。

　　

Highlight

氧空位对CO₂吸附转化至关重要，但其对关键中间体的影响仍需深入研究。本研究通过溶胶-凝胶法（sol-gel）制备了新型Ni-Ce-Al（NCA）催化剂，通过调控Ce/Al比例实现性能优化。

Characterizations of the catalyst

图1对比了煅烧（a）和还原（b）后NCA催化剂的XRD图谱。NCA-2、NCA-6和NCA-10在37.3°、43.3°和62.9°出现NiO特征峰，而NCA-0未检测到NiO峰，表明其Ni物种高度分散。此外，28.5°、33.1°等处的CeO₂特征峰证实了载体结构。

Conclusions

研究表明，当Ce/Al比为0.25时，NCA-2具有最高的氧空位密度和优异的低温性能（250°C下78.6%转化率）。氧空位通过促进CO₂活化和吸附，显著提升了催化剂性能。