洁净煤技术

作者：牛佳宝, 马明怡, 严鑫, 叶翔, 贾德东, 张权, 王兴宝, 何孝军, 李宏强

关键词：化石资源,稠环芳烃,碳材料,电催化二氧化碳还原,缺陷工程,构效关系

电催化二氧化碳还原反应（eCO2RR）是实现碳循环和储存可再生能源的关键技术。开发高效和低成本的碳基电催化剂是当前研究的热点。源自煤炭、石油及其工业副产物等化石资源的稠环芳烃（PAHs），因其结构可调、成本低廉、资源丰富以及富含多环芳香结构等优势，成为构建高效eCO2RR催化剂的理想前驱体。系统梳理了基于化石资源衍生PAHs基碳材料在eCO2RR中的研究进展，首先阐述了不同化石资源衍生PAHs的组成特征及预处理方法，阐明了酸碱洗涤脱灰、预氧化交联改性及溶剂萃取分离等预处理工艺在提升碳纯度、优化组分分布和提升前驱体热稳定性方面的关键作用，为后续高性能碳材料的制备奠定基础；其次，重点总结了将化石资源衍生PAHs转化为高性能碳催化剂的核心构筑策略，包括活化法构建分级多孔结构、模板法调控形貌及缺陷工程优化电子结构与活性位点密度；随后，深入探讨了材料结构与eCO2RR性能之间的构效关系，阐明了比表面积、孔隙结构及活性位点配位环境对传质效率、中间体吸附能及产物选择性的调控作用，并强调了先进表征与理论计算在揭示反应机理中的关键作用。最后，讨论了化石资源衍生PAHs基碳材料在前驱体复杂性高、反应机理不明、多碳产物选择性低和规模化程度不足的挑战，并展望了分子结构设计、原位表征耦合理论计算、机器学习以及规模化应用等未来研究方向。

来源：2026年第2期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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