ACS Catal综述：逆水煤气变换(RWGS)反应的催化剂

纳米技术

2022-05-29

捕获和封存目前不断人为增加的CO₂的策略包括无机材料吸附CO₂随后将其存储，以及改变土地应用促进林业发展，将CO₂转化为化学品和燃料。水煤气变换反应RWGS（The reverse water–gas shift）能够从CO₂制备CO，并且目前是技术上可靠性最高的技术路线。有鉴于此，加拿大蒙特利尔理工学院Daria Camilla Boffito等综述报道Cu或者Fe基RWGS催化剂的设计和作用机理。

Cu和碱金属能够促进CO₂的吸附，Fe能够促进催化剂的热稳定性，可还原性CeO₂能够促进催化反应速率。DFT计算为从原子尺度出发研究催化剂材料的催化性能提供非常好的方法。通过DFT计算和实验数据，人们能够直接观测Cu-或者Fe-基催化剂的催化活性相、研究催化剂的双金属作用、促进剂的作用、基底的作用。

本文要点：

(1)

合适的RWGS催化剂需要满足多个条件：CO₂吸附；CO₂解离吸附、碳基中间体转化为CO；CO脱附。因此通常单组分催化剂无法满足以上需求，因此一般需要设计多组分RWGS催化剂。

(2)

通过DFT计算，能够通过考察多晶面催化剂理解合适RWGS催化剂的结构，解释较高RWGS催化剂的设计理念。通过文献数据进行机器学习训练模型，能够自动给出高性能稳定经济型RWGS催化剂，本文综述报道通过实验和理论计算方法研究RWGS催化剂的催化活性。

参考文献

Ergys Pahija, Christopher Panaritis, Sergey Gusarov, Jalil Shadbahr, Farid Bensebaa, Gregory Patience, and Daria Camilla Boffito*, Experimental and Computational Synergistic Design of Cu and Fe Catalysts for the Reverse Water–Gas Shift: A Review, ACS Catal. 2022, 12, 6887–6905

DOI: 10.1021/acscatal.2c01099

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.2c01099