源自NiTi层状双氢氧化物的选择性TiO2-x/Ni催化剂实现高效光热CO2甲烷化

本研究成果通过精确调控NiTi-LDHs前驱体的还原温度（400-700°C），成功开发出具有优异光热协同效应的TiO2-x/Ni催化剂。其中TiO2-x/Ni-550在氙灯照射（3.2 W/cm2）下可实现180 mmol·gcat-1·h-1的稳定甲烷产率，选择性超99%，且光照显著提升催化性能，为低成本镍基催化剂设计提供了新策略。

　　

亮点（Highlight）

化学品（Chemicals）

所有化学品均直接使用未经纯化。尿素购自阿拉丁，四氯化钛（TiCl₄）购自Damas-beta，六水合硝酸镍（Ni(NO₃)₂·6H₂O）购自国药集团化学试剂有限公司。盐酸（36 wt%）购自杭州双林化学试剂厂。实验全程使用去离子水。

样品制备（Sample preparation）

采用尿素分解法依照先前报道制备样品。具体而言，将六水合硝酸镍（Ni(NO₃)₂·6H₂O）溶解制备溶液...

结果与讨论（Results and discussion）

将NiTi混合金属氧化物（MMO）在H₂氛围中分别于400、550和700℃还原，得到TiO_2-x/Ni-X系列样品（X指代还原温度）。通过透射电子显微镜（TEM）分析其结构与形貌特征。如图1所示，不同温度还原的镍纳米颗粒（NPs）高密度分散在TiO_2-x基质中。镍纳米颗粒被TiO_2-x包裹，这是强金属-载体相互作用（SMSI）的典型特征之一...

结论（Conclusion）

总而言之，我们通过还原NiTi-LDH纳米片前驱体（400-700℃）成功合成了一系列用于光热CO₂甲烷化的镍基催化剂。其中TiO_2-x/Ni-550催化剂表现出卓越的催化性能，实现了180 mmol·g_cat^-1·h^-1的甲烷产率，且具有接近100%的选择性（>99%）。该催化剂还展现出出色的稳定性，在40小时连续反应中保持活性与结构完整性...