中科院王峰/王敏Joule: 界面氧空位(VO)介导的Ru/TiO2催化剂将生物质直接甲烷化

2023年10月13日下午3:06 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 7

生物甲烷是一种清洁能源，是现代化学工业关键的平台化学品。将生物质，尤其是最丰富的木质纤维素转化为生物甲烷在化学或生物过程中表现出低选择性。

中国科学院王峰、王敏等人报道了界面氧空位(V_O)介导的Ru/TiO₂催化剂将木质素及其衍生物直接甲烷化。

使用界面氧空位(V_O)介导的Ru/TiO₂催化在低于200°C的温度下能够以>95%的选择性对生物质进行直接甲烷化。

生物质分子被Ru/TiO₂催化剂的晶格氧氧化至CO₂，并在催化剂上生成氧缺陷；随后，CO₂加氢还原到CH₄过程中，裂解出的氧原子填充氧缺陷从而恢复催化剂。

中科院王峰/王敏Joule: 界面氧空位(VO)介导的Ru/TiO2催化剂将生物质直接甲烷化

各种生物质资源转化为甲烷的产率达到82%-99%。50 wt%的甘油水溶液中，将温度降低到120°C，选择性> 99％的CH₄以0.24 mmol g^-1h^-1的生成速率连续稳定的反应432 h。

Oxygen-vacancy-mediated catalytic methanation of lignocellulose at temperatures below 200°C. Joule,2021. DOI: 10.1016/j.joule.2021.07.001

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