As enormes emissões de CO₂ provenientes da utilização de combustíveis fósseis têm causado uma série de problemas ambientais e alterações climáticas. Impulsionado pelo rápido desenvolvimento do hidrogênio verde e do CO₂ tecnologias de captura, a hidrogenação de CO₂ A utilização de combustíveis hidrocarbonetos e produtos químicos está a tornar-se um processo promissor para a redução da pegada de carbono e o armazenamento de energias renováveis. A catálise fototérmica permite CO₂ eficiente conversão em condições amenas.

Kang Cheng (Faculdade de Química e Engenharia Química, Universidade de Xiamen) e Prof. Ye Wang (Faculdade de Química e Engenharia Química, Universidade de Xiamen) avaliou catalisadores usando um reator de quartzo de leito fixo de alta pressão com um cavidade quadrada no meio para introduzir luz. O estudo foi publicado na revista Science China Chemistry .

Uma série de catalisadores fototérmicos de liga NiFe foram sintetizados usando o método de precipitação assistida por ureia para CO₂ metanação, na qual as nanopartículas bimetálicas de NiFe com Al₂ O₃ como promotor estrutural e razão atômica Ni/Fe de 7 tiveram o melhor desempenho catalítico.

O CO₂ a taxa de conversão pode chegar a 98%, o CH₄ a seletividade é de 99% sem aquecimento externo. O catalisador pode operar de forma estável por mais de 100 horas. Em comparação com outros catalisadores, descobriu-se que o pequeno tamanho das partículas da liga (~ 21 nm) e a estrutura única em camadas do catalisador NiFeAl poderiam aumentar o efeito LSPR da liga NiFe.

Comparadas com Ni ou Fe, as ligas NiFe podem promover CO₂ metanação sinergicamente. A temperatura na superfície do catalisador foi detectada em até 356 ° C sob irradiação luminosa observada por uma câmera infravermelha, indicando que o catalisador foi capaz de converter eficientemente a energia luminosa em energia térmica.

Este artigo não apenas preparou um catalisador eficiente para CO₂ metanação, mas também forneceu a ideia para o projeto estrutural de um catalisador fototérmico.

Mais informações: Jiarong Li et al, Metanação fototérmica eficiente de CO2 sobre nanopartículas de liga NiFe com efeito de ressonância plasmônica de superfície localizada aprimorado, Science China Chemistry (2023). DOI:10.1007/s11426-023-1876-4
Fornecido pela Science China Press