广州大学党成雄等ACS SCE | CeO₂修饰NiIn-CaO催化剂实现低温下集成二氧化碳捕集与逆水煤气变换反应

本文针对传统集成CO2捕集与逆水煤气变换反应（ICCU-RWGS）在650°C以上高温下存在的CO2转化率低、碳平衡差及催化剂烧结问题，广州大学党成雄与蔡卫权团队开发了CeO2修饰的NiIn-CaO双功能催化剂。研究目的旨在通过降低反应温度至550°C，同时抑制副反应甲烷化，提升CO选择性。实验采用溶胶-凝胶法制备催化剂，发现CeO2通过调控NiIn金属间化合物的电子结构、构建氧空位并稳定界面结构，显著削弱了Ni位点的H2吸附与解离能力，从源头抑制CH4生成，同时增强了CO2吸附与活化。在550°C下，该催化剂实现了94.33%的CO2转化率、100%的CO选择性和99.67%的碳平衡。经过50次循环测试，催化剂仍保持94.6%的CO2转化率和100%的CO选择性，表现出优异的稳定性。结论表明，CeO2修饰策略有效突破了高温操作和选择性差的技术瓶颈，为低温、高效ICCU-RWGS催化剂设计提供了新思路，有望推动分布式碳捕集与资源化利用的工业应用。