天津大学Advanced Science：微波超快加热铁基纳米间隙催化剂耦合CO2还原与积碳去除

背景：在高温催化反应中，金属基催化剂表面易形成石墨化积碳导致失活，传统再生方法能耗高且产生额外CO₂排放，与碳中和目标相悖。利用CO₂通过Boudouard反应可实现积碳转化与CO₂资源化，但反应动力学受限，需极高温度且对反应器材料要求严苛。研究目的：发展一种高效、低温兼容的积碳转化与CO₂还原协同策略，通过微波驱动的超快加热铁基纳米间隙催化剂，实现局部超高温催化Boudouard反应，耦合塑料热解构建“净零碳工厂”概念。结论：该策略通过原位锚定高密度铁纳米颗粒构建电磁增强型纳米反应器，实现局部超快加热与高效催化，CO₂还原动力学提升12.3倍，选择性去除缺陷碳并生成低缺陷碳纳米管，同时将CO₂转化为高纯度CO，在集成工艺中展现出技术经济可行性，为负碳工厂发展提供方向。