镍基催化剂在CO2甲烷化反应方面取得了重大突破,将CO2转化为高附加值产物,这不仅减少了温室气体排放,还开辟了新的产业领域。这一突破的关键是如何激活CO2分子。为了达成这个目标,团队采用了沉积沉淀法,通过更换不同的沉淀剂制备了四种不同的催化剂。这些催化剂以MCM-41分子筛为载体,分别使用了NH₃·H₂O、NaOH、(NH₄)₂CO₃和文献中常见的沉淀剂。在测试条件下,使用NH₃·H₂O作为沉淀剂的催化剂表现出了出色的性能,达到了73.2%的CO2转化率和91.6%的CH₄选择性,超过了同类报道中的最好水平。 团队使用了TPD/TPR、in situ XRD、in situ DRIFTS和AP−XPS等原位技术来观察镍物种在反应中的动态变化。通过这些技术,他们发现适当的碱度可以让NiO稳定地锚定在MCM-41表面,避免高温下的烧结。当Ni₀/Ni²⁺比例接近1时,金属镍和氧化镍之间的协同效应最强。Ni与NiO对H₂和CO₂选择性吸附与活化形成了“双引擎”,把CO2转化效率推向了新高。 这项研究为设计高效催化材料提供了新范式:先调控碱度稳住活性组分,再优化价态配比激活协同效应,最后用原位技术闭环验证。通过这种方法,团队成功地揭示了镍基催化剂在CO2还原反应中的作用机理。这项工作不仅为实验室研究提供了新的思路,也为工业应用奠定了基础。随着反应条件向更低温度、更高选择性延伸,CO2甲烷化正从“实验室亮点”走向“工业利器”,为碳中和目标添一把“化学之火”。