Mg掺杂纳米锰铁氧体

CO₂还原产碳近3倍

通过MgO相重构消除硅的毒化效应，将低活性硅酸铁相转化为高活性尖晶石催化相，在350°C将CO₂选择性还原为碳。

Wang, Jia · 张元波 · 苏子键 · Qiuyu, Li · 姜涛

Journal of Materiomics 2025

具体参数

CO₂还原产碳量（重构后）

{'zh': '8.82', 'en': '8.82'} mmol/g

碳选择性

{'zh': '100', 'en': '100'} %

CO₂还原产碳量（原始，无Si）

{'zh': '5.55', 'en': '5.55'} mmol/g

CO₂还原产碳量（含2.3% Si，未重构）

{'zh': '2.81', 'en': '2.81'} mmol/g

技术优势

廉价原料

直接使用高硅锰矿作为原料，避免了高成本的精炼步骤。

高碳选择性

重构后催化剂在350 °C将CO₂全部转化为碳，无其他含碳副产物。

增产3倍

MgO相重构后，CO₂还原产碳量从2.81 mmol/g提升至8.82 mmol/g。

活性位点更多

Mg²⁺掺杂促进Mn²⁺向高活性的Mn³⁺和Mn⁴⁺转化，增加氧空位和电子传输，有利于C=O键断裂。

应用场景

• CO₂捕集与利用：将捕集的CO₂直接还原为固体碳，实现碳封存与资源化。
• CO₂光热催化还原：350°C即可运行，适合光热驱动或工业余热利用。
• CO₂资源化：将CO₂转化为高值固体碳材料，用于储能或添加剂。
• 异相催化：纳米粉体易于涂覆或填充床层，适合固定床连续反应。
• 尖晶石催化剂：Mn价态可调，通过掺杂Mg优化氧空位提升催化活性。