Page 145 - 《精细化工》2023年第1期

第 1 期 余 钧，等: 成型方法对 Ni-CaO 双功能材料 CO 2 吸附与催化转化一体化性能的影响 ·137·

的块状结构和攒聚颗粒。因此，Ni-CaO DFMs 在吸
附过程中 CO 2 吸附容量和 CO 产量下降的主要原因
是 Ni 和 Ca 晶粒的烧结和颗粒攒聚 [37] 。尽管
Ni-CaO-F 也存在烧结和颗粒攒聚，但其表面仍清晰
可见孔隙结构。相比而言，Ni-CaO-C、Ni-CaO-P 和

a、e—Ni-CaO-P；b、f—Ni-CaO-C；c、g—Ni-CaO-S；d、h— Ni-CaO-S 孔道堵塞较为严重。Ni-CaO-F 在 12 次循
Ni-CaO-F 环中仍保持相对稳定的 CO 2 吸附性能和加氢催化性
图 11 反应后 Ni-CaO DFMs 的 SEM 图 能，主要得益于在制备过程中柠檬酸造孔得到的丰
Fig. 11 SEM images of Ni-CaO DFMs after reaction
富孔隙结构。
由图 11 可见，经过 12 个循环后，不同 Ni-CaO 表 3 为不同 Ni-CaO DFMs CO 2 吸附-催化性能
DFMs 均表现出明显的烧结现象，其表面可见致密 对比。

表 3 不同 Ni-CaO DFMs 的 CO 2 吸附-催化性能对比
Table 3 Comparison of CO 2 adsorption and catalytic performance of different Ni-CaO DFMs
成型 测试 CO 2 吸附 首次循环 CO 2 吸 催化转 首次循环 CO 吸附容量
Ni-CaO DFMs 制备方法 参考文献
形状 温度/℃ 气氛 附容量/(mmol/g) 化气氛 产量/(mmol/g) 衰减率/%
Ni/CS-P30-C 溶胶-凝胶法 粉末 650 10% CO 2/N 2 13.86 5% H 2/N 2 5.52 48.6 [29]
Ni/CS-P30-C-P 溶胶-凝胶法 小球 650 10% O 2/N 2 8.95 5% H 2/N 2 5.33 25.7 [29]
Ca 1Ni 0.1Ce 0.033 溶胶-凝胶法 粉末 650 15% CO 2/N 2 14.10 5% H 2/N 2 7.30 0 [20]
Ni-CaO-P 湿混法 粉末 650 10% CO 2/N 2 11.77 5% H 2/N 2 4.81 31.35 本文
Ni-CaO-C 湿混法 柱状 650 10% CO 2/N 2 10.23 5% H 2/N 2 4.49 12.31 本文
Ni-CaO-F 湿混法 片状 650 10% CO 2/N 2 10.33 5% H 2/N 2 4.78 9.36 本文
注：CO 2 吸附气氛及催化转化气氛中的百分数均为体积分数。

由表 3 可知，WANG 等 [29] 通过质量分数为 30% 究发现，成型处理会破坏 DFMs 内部孔隙结构，导
2+
的丙酸处理电石渣得到 Ca ，并与硝酸镍混合， 致比表面积和总孔体积衰减，不利于 CO 2 的体相扩
通过柠檬酸（C）络合法制备得到 Ni/CS-P30-C， 散和吸附；另一方面，成型过程影响 Ni-CaO DFMs
将 Ni/CS-P30-C 通过挤压滚圆法制得了 Ni-CaO 双 的碱性位点分布，导致其总碱量降低。Ni-CaO DFMs
功能球体（Ni/CS-P30-C-P） 。Ni/CS-P30-C 在 650 ℃ 的 CO 2 吸附容量由 11.77 mmol CO 2 /g 降至 9.67~
下首次循环 CO 2 吸附容量和首次 CO 产量分别为 10.33 mmol CO 2 /g。此外，成型方法影响了 Ni-CaO
13.86 mmol CO 2/g 和 5.52 mmol CO/g，但其在 6 次循 DFMs 中 NiO 物相分布，使部分难还原的 NiO 物相
环中 CO 2 吸附容量衰减率为 48.6%。研究发现，挤 转变为易还原的 NiO 物相，有利于提高其催化活
压滚圆成型法破坏了 DFMs 原生孔隙结构，其首次 性。成型 DFMs 的 CO 2 转化率由 40.82%提升至
循环 CO 2 吸附容量和首次 CO 产量均呈现下降趋
48.67%。成型处理有利于提高 Ni-CaO DFMs 的 CO 2
势，但其在 18 次循环过程中稳定性有所提升。本文
吸附性能及催化循环稳定性。其中，通过压片法制备
研究结果与该文献所述一致。本文制备的 Ni-CaO-P
的 Ni-CaO-F 在 12 次循环过程中保持相对较高的 CO 2
的首次循环 CO 2 吸附容量、首次 CO 产量稍逊色于
吸附容量（9.36 mmol CO 2 /g），CO 2 吸附容量衰减率
Ni/CS-P30-C 和 Ca 1 Ni 0.1 Ce 0.033 ，但 Ni-CaO-F 经过长
为 9.36%，Ni-CaO-F 较高的 CO 2 吸附容量和循环稳
循环后 CO 2 的吸附容量衰减率（9.36%）远低于
定性主要得益于所添加柠檬酸的扩孔作用和对
Ni/CS-P30-C-P（25.7%），表明 Ni-CaO-F 的循环稳
Ni-CaO 物相的稳定作用。
定性更高。
参考文献：
3 结论
[1] LUIS P. Use of monoethanolamine (MEA) for CO 2 capture in a
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与原位催化性能。结合 N 2 吸附-脱附、XRD、H 2 -TPR、 change mitigation potential of CO 2 conversion to fuels[J]. Energy &
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CO 2 -TPD 和 SEM 表征技术，探究成型方法对 Ni-CaO
[3] DUYAR M S, TREVIÑO M A A, FARRAUTO R J. Dual function
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