武汉理工大学李远志AFM:在光热催化纤维素蒸汽重整制合成气的过程中,深入探究了Ni/La³⁺掺杂的CeO₂中活性氧、氧空位与H₂O吸附位之间的光促协同作用

光热催化纤维素蒸汽重整作为一种在节能与效率之间寻求平衡的可持续策略,近年来逐渐崭露头角。

然而,在其工业化应用过程中,却面临着诸多挑战,其中最为棘手的问题当属反应过程中产生的大量副产物以及催化剂的快速失活。

基于此,2025年3月17日,武汉理工大学李远志等人在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表题为《Insights into the Light-Promoted Synergy Among Active Oxygen, Oxygen Vacancies, and H2O Adsorption Sites in Ni/La3+-Doped CeO2 for Highly Efficient Photothermocatalytic Cellulose Steam Reforming to Syngas》的研究论文。

本研究深入探讨了在负载镍纳米颗粒的铈中掺杂La3+如何最大化界面位点的固有活性,从而有效解决生产过程中的敏感问题。

通过调节Ce与La的摩尔比为3:1(Ni/Ce3La1催化剂),成功实现了H₂和CO产率的显著提升,分别达到4845.9和2778.5 mmol g⁻¹catalyst h⁻¹。

全面的表征分析揭示了Ni纳米颗粒与La3+掺杂的CeO₂之间独特的协同作用,这种协同作用不仅激活了晶格氧,还通过增加氧空位显著增强了水的吸附能力。

这些特性共同促进了焦油通过两条不同的路径转化为富含H₂的合成气。此外,研究还发现显著的光激活效应加速了氧从铈晶格和吸附在氧空位上的水中的迁移,尤其有助于将副产物氧化为合成气。

这些发现为实现光热催化纤维素蒸汽重整中的抗失活和高光能转化效率提供了一条极具前景的途径。

Insights into the Light-Promoted Synergy Among Active Oxygen, Oxygen Vacancies, and H2O Adsorption Sites in Ni/La3+-Doped CeO2 for Highly Efficient Photothermocatalytic Cellulose Steam Reforming to Syngas,Adv. Funct. Mater., 2025.https://doi.org/10.1002/adfm.202423794

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