梁珑,张玉冬,文进军,叶代启,陈礼敏.Pt-Cu/TiO2{001}纳米片用于CO2加氢制甲醇反应的研究[J].环境科学学报,2020,40(7):2408-2416
Pt-Cu/TiO2{001}纳米片用于CO2加氢制甲醇反应的研究
- Study on Pt-Cu/TiO2{001} nanosheets for CO2 hydrogenation to methanol
- 基金项目：中央高校基本科研业务费专项（No.2017ZD076）；广州市科技计划项目（No.201607010095）
- 梁珑
- 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006
- 张玉冬
- 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006
- 文进军
- 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006
- 叶代启
- 1. 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006;2. 挥发性有机物污染治理技术与装备国家工程实验室, 广州 510006;3. 广东省大气环境与污染控制重点实验室, 广州 510006;4. 广东省环境风险防控与应急处置工程技术研究中心, 广州 510006
- 陈礼敏
- 1. 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006;2. 挥发性有机物污染治理技术与装备国家工程实验室, 广州 510006;3. 广东省大气环境与污染控制重点实验室, 广州 510006;4. 广东省环境风险防控与应急处置工程技术研究中心, 广州 510006
- 摘要：以高暴露{001}晶面的TiO2纳米片为载体，利用共还原法负载0.5%的Pt和一定量的Cu得到Pt-Cu/TiO2{001}催化剂，并在P=3.0 MPa，T=200~300℃，V（N2）：V（H2）：V（CO2）=8：69：23，空速（WHSV）=3600 mL·g-1·h-1反应条件下评价了催化剂催化CO2加氢制甲醇的反应性能.XRD、XPS、EPR和CO2-TPD等的表征表明，与催化剂Cu/TiO2相比，引入Pt后，催化剂由于金属Pt的电子促进作用使负载的金属与载体之间的相互作用更强，进而有利于稳定Cu颗粒尺寸且载体形成了更多缺陷（如氧空位、Ti3+）.因此，Pt-Cu/TiO2{001}催化剂的金属与载体界面上的活性位点更多，从而表现出更好的CO2活化能力和甲醇生成性能.
- Abstract：The TiO2 nanosheets with highly exposed {001} plane are used as carriers to load 0.5% platinum and a certain amount of copper through co-reduction method; the obtained Pt-Cu/TiO2 {001} catalysts were evaluated for CO2 hydrogenation to methanol under the reaction conditions:P=3.0 MPa, T=200~300℃, V(N2):V(H2):V(CO2)=8:69:23, space velocity(WHSV)=3600 mL·g-1·h-1. XRD, EPR, XPS, and CO2-TPD etc. characterization results showed that the catalyst with the introduction of Pt has stronger interaction between the loaded metal and the carrier due to the electron promotion effect by the metal Pt, compared with the Cu/TiO2 catalyst; this is beneficial to stabilize the Cu particle size and form more defects on the carrier such as oxygen vacancies, Ti3+; therefore, the Pt-Cu/TiO2{001}catalysts have more active sites on the interface between the loaded metal and the carrier, thereby exhibiting better CO2 activation capacity and methanol generation performance.
