合成气光催化变得简单
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2023-11-22 16:03:29
摘要 一项研究报告了一种光催化剂，可以通过甲烷蒸汽重整生产太阳能驱动的合成气，这可能是通向后碳能源世界的过渡燃料。甲烷蒸汽重整是在催化剂...
一项研究报告了一种光催化剂，可以通过甲烷蒸汽重整生产太阳能驱动的合成气，这可能是通向后碳能源世界的过渡燃料。甲烷蒸汽重整是在催化剂存在下用蒸汽加热甲烷以产生氢气和一氧化碳(一种称为合成气的混合物，可用作燃料)的过程。然而，必要的反应很难实现，目前的工业标准工艺需要高温(700-1000 摄氏度)和压力(>20 巴)。Baowen Zhou 及其同事提出了一种光催化平台，可以在 300 W 氙灯照明的大气压下在石英室中生产合成气，无需任何其他能量输入。该平台基于 III 族氮化物纳米线，配有铑纳米团簇。
通过理论计算、微观表征和原位光谱测量分析表明，这些 RhOx/GaN@InGaN 纳米线同时激活甲烷和水。只需添加光，甲烷就会分解成甲基阴离子和氢物质。水分解成氢物质和氢氧化物。在铑和氮化镓催化的后续反应中，这些分子重新组合成合成气。使用他们的系统，作者在 300 分钟的稳定性测试中实现了每克氢气 8.1 摩尔合成气的生产率和每摩尔氧化铑 10493 摩尔合成气的生产率。
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