《電漿製備高性能太陽能催化活性吸收體研究》是依託四川大學，由印永祥擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：電漿製備高性能太陽能催化活性吸收體研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：印永祥
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
通過熱化學轉化將太陽能轉化為化學能，可以實現太陽能的保存和遠距離輸送。容積式光集熱反應器能較好的套用於太陽能熱化學轉化，關鍵是開發高效穩定的太陽能催化活性吸收體。針對催化活性吸收體積碳及熱穩定性問題，本項目在催化活性吸收體的製備過程中引入電漿技術。其技術方案為，以泡沫陶瓷為太陽能吸收體，塗覆一定厚度的載體（γ-Al2O3或者Ni/MgO），再浸漬活性組分Ni，利用電漿焙燒和還原催化活性吸收體，並以甲烷二氧化碳重整為模型反應，考察催化活性吸收體性能。主要研究內容是，通過電漿參數(放電強度、工作氣體組分、作用時間等)的變化，利用電漿的熱效應和化學效應調控催化組分團簇尺度和分散性，改善催化活性吸收體的性能。研究目的是製備出一種高性能的太陽能甲烷二氧化碳重整制合成氣的催化活性吸收體。本研究一旦取得突破，可以從理論和方法上拓展電漿製備催化劑技術。
結題摘要
本項目的主要研究內容為利用電漿技術還原製備催化劑，使其在套用聚光太陽能直接作用於高吸熱的煤-水或甲烷-二氧化碳催化轉化中具有高活性，以達到通過熱化學反應直接實現將太陽能轉化為化學能的目的。 已完成的研究工作主要包括;建立了一套2000W 氙燈模擬太陽光的容積式光集熱反應系統，利用該系統實現了500cm3反應器體積升溫到800攝氏度的反應條件；建立了利用反常輝光放電產生氫電漿還原催化劑裝置；以及在上述兩套裝置進行了一系列的科學實驗。 通過篩選多種催化劑前驅體製備方法，最終得到由浸漬法製備的Ni(wt12%)/Mg(2%)/ γ-Al2O3催化劑和由 在載體上原位合成的Ni(wt12%)/Mg(2%)/γ-Al2O3類水滑石結構催化劑經電漿還原後具有比傳統方式還原更高的吸收催化活性和抗積碳能力。結合XRD、SEM和光電子能譜表征，分析了所觀察現象發生的機制。主要是氫電漿具有超強的還原能力，催化劑還原時間短、溫度低，避免了催化活性位的團聚，能實現催化劑活性組分團簇尺度更小和分散性更均勻。這些發現和分析拓展了電漿製備催化劑技術理論和方法上。 研究成果發表於國內外相關SCI和EI期刊,累計影響因子大於30，被SCOPUS期刊引用百次以上。培養博士2名，碩士4名。
