洁净煤技术

作者：闫子怡, 曾杰

关键词：CO_<i>x</i>加氢反应,多模态表征技术,活性中心,反应路径,表面重构

COx加氢反应是实现废气资源高值转化的重要催化过程，其反应机制涉及复杂的传热、传质、表面反应以及催化剂表面−体相的动态演化等。随着催化体系结构复杂化和反应条件的工业化，单一的离位或静态表征手段在空间分辨率、时间响应能力和反应一致性等方面的局限性愈发明显，难以满足对反应中间体、活性中心以及构效关系的深入理解需求。近年来，多模态原位表征技术的快速发展为深入揭示COx加氢反应过程中的关键结构信息与反应路径提供了新的工具。这类技术通过在真实或近真实反应条件下实现多信号同步采集，结合高时空分辨率的探测能力，使得研究者能够从气相物种行为、催化剂表面电子态变化、活性位点演化到整体结构稳定性等多个维度进行系统观测。多种表征技术协同使用正在逐步突破单一手段在气氛适应性、信息类型单一和动态结构解析能力等方面的局限，为复杂催化体系构建结构−反应−性能关联提供支撑。通过同步辐射真空紫外光电离质谱（SVUV−PIMS）、稳态同位素瞬变动力学分析技术（SSITKA）、红外光谱（IR）、荧光分子原位测温技术、可调入射光能量/掠入射角度的X射线光电子能谱（XPS）、原位X射线衍射技术（XRD）以及原位穆斯堡尔谱等表征技术，研究者能够在真实反应条件下，对催化体系的组成、电子结构、动力学行为等关键特征进行系统观测与定量分析，从而更清晰地了解反应中间体的变化及表面偏析等过程，为高选择性催化剂的设计提供科学依据。

来源：2025年第5期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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