FexCoyCa3Al双功能材料用于CO2捕集-转化一体化制合成气

作     者：汪柯 胡登 王星博 孙楠楠 魏伟 

作者机构：中国科学院上海高等研究院二氧化碳光子科学建制化研究中心 中国科学院大学 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：中国科学院战略性先导科技专项(XDA29040900) 上海市2021年度“科技创新行动计划”科技支撑碳达峰碳中和专项(21DZ1207000) 

主　　题：CO 捕集-转化一体化 逆水煤气变换 合成气 双功能材料 温室气体 催化剂 

摘      要：二氧化碳(CO2)的大量排放是导致全球变暖的主要原因之一，其中CO2捕集、利用与封存(CO2capture， utilization and storage，CCUS)技术是减少碳排放的关键手段，然而传统CCUS技术中捕集成本较高，限制了CCUS技术的推广应用。本研究采用CO2捕集-转化一体化（integrated carbon capture and conversion，ICCC）技术方案，通过将碳捕集过程与碳转化过程相耦合，避免了CO2捕集材料再生所需的大量能耗，从而降低CCUS捕集过程成本。实验以Fe、Co基非贵金属作为催化组分，Ca为吸附组分，采用并流共沉淀的方法制备了FexCoyCa3Al系列双功能材料应用于ICCC制备合成气过程，探究了Fe/Co比例对双功能材料性能的影响，通过TEM、XPS、H2-TPR、CO2-TPD等对双功能材料进行表征，相关结果表明双功能材料Fe、Co、Ca、Al等元素分布均匀，未出现团聚现象，Fe-Co元素之间存在相互作用，提升了双功能材料的一体化性能。在优化条件下，Fe0.5Co0.5Ca3Al材料CO2捕集容量为11.05mmol/g，CO产率达到11.94mmolCO/（g·h）。