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華南農(nóng)業(yè)大學(xué)— —鐘家偉老師課題組

發(fā)布時(shí)間：2026-01-20

第一作者：黃心宇

通訊作者：李浩然

文章名稱(chēng)：《Operando induced strong metal-support interaction of ultra-durable Ru/MgO catalysts for sintering- and coking-resistant bi-reforming of biogas to metgas (CO-2H2)》

影響因子：9.4

文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S036054422504277X

01老師簡(jiǎn)介

鐘家偉老師2019年博士畢業(yè)于大連理工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，畢業(yè)后于中國(guó)科學(xué)院航天催化材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室交流學(xué)習(xí)，后于新加坡國(guó)立大學(xué)開(kāi)展博士后研究工作，2021年中入職華南農(nóng)業(yè)大學(xué)。主持科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“循環(huán)經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)子課題、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金省市聯(lián)合基金項(xiàng)目（青年基金）、省部共建煤基能源清潔高效利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)突出人才層次啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)等科研項(xiàng)目7項(xiàng)，累計(jì)主持經(jīng)費(fèi)超160萬(wàn)。在Chem Soc Rev、ACS Catal、J Catal、Green Chem、Chinese J Catal、J Energy Chem等期刊發(fā)表高水平論文近30篇，其中以第一作者（含共一）/通訊作者（含共通）發(fā)表高水平論文20余篇，SCI他引900次以上，多篇成果被選為封面/內(nèi)封面。擔(dān)任《低碳化學(xué)與化工》、《清潔能源科學(xué)與技術(shù)》、Carbon Neutrality、Rare Metals期刊青年編委，《低碳化學(xué)與化工》、《清潔能源科學(xué)與技術(shù)》、Processes專(zhuān)刊客座編輯，為中國(guó)化學(xué)會(huì)、中國(guó)化工學(xué)會(huì)、中國(guó)稀土協(xié)會(huì)、中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)、廣東省青年科學(xué)家協(xié)會(huì)會(huì)員。

23論文亮點(diǎn)/摘要

將沼氣完全重整為甲烷（CO-2H2）對(duì)生產(chǎn)高附加值化學(xué)品和燃料具有重要意義。然而，金屬納米顆粒（NPs）燒結(jié)和焦炭沉積通常會(huì)導(dǎo)致沼氣重整反應(yīng)中的催化劑失活。綜合詳細(xì)的表征（HRTEM 、EDS映射、 XPS 、原位CO漂移、等）表明，超細(xì)Ru NPs與氧化鎂之間的CO2誘導(dǎo)強(qiáng)金屬載體相互作用（CO2- SMSI）顯著增強(qiáng)了對(duì)Ru燒結(jié)和碳沉積的抗性。同時(shí)，新型CO2- SMSI 中高Ru δ/Ru 比增強(qiáng)了CH4活化，并導(dǎo)致催化活性提升。具有操作中形成的CO2- SMSI 的Ru/<氧化鎂催化劑在沼氣雙重整中表現(xiàn)出高CH4和CO2轉(zhuǎn)化率（800 C下分別為約92%和54%）以及卓越的長(zhǎng)周期穩(wěn)定性（1000小時(shí)）且無(wú)任何失活現(xiàn)象。本研究強(qiáng)調(diào)了在高溫反應(yīng)條件下設(shè)計(jì)具有新型CO2- SMSI 的超耐用納米催化劑用于C1分子熱催化轉(zhuǎn)化的重要性。

03圖文解析

過(guò)去幾十年間，天然氣（例如頁(yè)巖氣）的持續(xù)開(kāi)發(fā)與供應(yīng)為生產(chǎn)碳足跡更低的化學(xué)品和燃料提供了巨大機(jī)遇。與甲烷直接轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品不同，通過(guò)重整工藝獲得的合成氣（syngas）作為基礎(chǔ)中間體，可用于生產(chǎn)高附加值化學(xué)品（例如甲醇）和燃料（例如通過(guò)費(fèi)托法生產(chǎn)的合成柴油）。通過(guò)聯(lián)合重整（例如雙重整、三重整）可從任何來(lái)源（例如沼氣）獲取具有理想H?/CO比的合成氣。例如，通過(guò)沼氣的雙重整（即甲烷的蒸汽重整與干重整結(jié)合）可獲得基本H?/CO比（CO?/H?）的合成氣，這種甲烷經(jīng)濟(jì)型合成氣與綠色碳科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)均符合要求。