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一种用于二氧化碳加氢制甲烷的催化剂及其制备与应用
科技成果综合评价报告详情
科技成果综合评价报告
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成果名称
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所属单位
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联系人
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联系电话
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成果简介
该成果公开了一种用于二氧化碳加氢制甲烷的催化剂及其制备与应用,属于二氧化碳转化技术领域。该成果制备的Pd/CeO2催化剂,其催化剂活性组分Pd的量占催化剂质量的5%~20%,并且金属Pd的粒径大于10nm。该成果制备的Pd/CeO2催化剂,具有较高的甲烷选择性,接近100%。在这种较大粒径的Pd颗粒附近,氧空位浓度比较高有利于CO2的解离吸附形成CO,同时Pd颗粒上解离的H的物质浓度比较高有利于CO进一步加氢到甲烷。该成果中Pd/CeO2催化剂制备方法简单,具有广阔的工业化应用前景。
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创新水平
关键共性技术
前沿引领技术
现在工程技术
颠覆性技术
其他
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技术进度
新设备或新装置
样机原理
工程样机
中试原型机
产业化
新材料或新技术
实验室阶段
工程化阶段
产业化阶段
技术成果
专利
奖项
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产品方向
有多个应用方向
有一个应用方向
没有应用方向
无法判断
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市场空间
需求前景巨大
需求前景较大
需求前景一般
无法判断
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成本竞争
优势明显
优势一般
没有优势
无法判断
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政策影响
政策鼓励
政策限制
政策淘汰
无法判断
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市场周期
进入期
成长期
饱和期
衰退期
无法判断
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转化周期
近期可控(1年内)
周期较长(2年内)
很难转化(3年起)
无法判断
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科技成果的创新基因评价
该成果发明人:刘小浩 姜枫 胥月兵 刘冰 江南大学是教育部直属、国家“211工程”重点建设高校和“双一流”建设高校。学校具有悠久的办学历史、厚重的文化积淀,源起1902年创建的三江师范学堂,历经国立中央大学、南京大学等发展时期;1958年南京工学院食品工业系整建制东迁无锡独立建校,成立无锡轻工业学院;1962年无锡纺织工学院并入无锡轻工业学院;1995年更名为无锡轻工大学;2001年无锡轻工大学、江南学院、无锡教育学院合并组建江南大学;2003年东华大学无锡校区并入江南大学。该项成果属于新发明,项目投入时间短,投入资金量小。该成果产品化商业化的材料采购成本与生产成本均可控,与同类产品相比有明显的竞争优势。
不少于150字
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科技成果的技术亮点评价
(1)该成果制备的Pd/CeO2催化剂,具有较高的甲烷选择性,接近100%。在这种较大粒径的Pd颗粒附近,氧空位浓度比较高有利于CO2的解离吸附形成CO,同时Pd颗粒上解离的H的物质浓度比较高有利于CO进一步加氢到甲烷。而在粒径小的Pd颗粒上,生成的中间产物CO无法吸附到Pd颗粒表面进行进一步的加氢反应,而是直接从催化剂表面脱附,从而得到比较高的CO选择性。 (2)该成果所述催化剂制备方法简单,具体地,包括浸渍法和物理混合法两种方法,这两种方法的操作步骤均很简便,对设备要求也很低,具有工业化应用前景。
不少于150字
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科技成果的应用市场评价
CO2是重要的温室气体,会引发一系列严峻的环境问题,如气候异常、全球变暖、海洋酸化、冰川消融、生态破坏等。它的减排以及催化转化已经引起了全世界的关注,其中利用太阳能等可再生能源通过光催化、光电催化制氢,并将其用于二氧化碳的甲烷化反应是研究的热点之一。Sabatier和Senderens在1902年第一次提出了二氧化碳甲烷化反应,即二氧化碳与氢气反应生成甲烷。此反应既利用了二氧化碳,生成的甲烷又可以作为能源应用到生产生活当中,缓解我国少气的能源结构特点。虽然二氧化碳有其它的转化途径,可以制备一些价值较高的化学品,比如甲醇和碳酸二甲酯等。但这些反应一般都需要较为苛刻的反应条件,并且二氧化碳的转化率都比较低,一般不超过20%。其中,二氧化碳甲烷化反应与其他二氧化碳的转化方式相比,具有很多的优势,第一,二氧化碳甲烷化反应的反应条件较为温和,不需要高温(>500℃)即可实现;第二,二氧化碳甲烷化反应的转化率很高,并且副产物较少,甲烷的选择性较高,产物分离的成本较小;第三,产生的甲烷可作为能源循环利用,并且可通过现有的天然气管道运输,不需额外付出储存和运输的成本。 虽然二氧化碳甲烷化是一个放热反应,热力学上是可以实现的,但是由于二氧化碳的八电子结构十分稳定,活化较为困难,反应常常需要高活性的催化剂来辅助发生。贵金属催化剂的稳定性强、抗积碳性能好、反应活性高,因此常被用于此反应。常用的贵金属催化剂包括Ru、Pt、Pd等。载体对金属催化剂的分散性、分布形态、吸附性质等都有很重要的影响,金属催化剂通常需要负载在载体上使用。在二氧化碳甲烷化反应催化剂的研究中,通常选择将金属负载在高比表面积的载体上,以增加金属的分散性,从而获得比较高的甲烷选择性。
不少于150字
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评价专家组综合意见
该成果涉及一种用于二氧化碳加氢制甲烷的催化剂及其制备与应用,属于二氧化碳转化技术领域。该技术创新性很强,且技术成熟,投资回报比较可靠。总体而言,该项技术思路方向很好,未来市场空间较大,有利于当前政策要求,转化成熟度高,值得支持推广。建议强化相应产品开发,加大产业链开发力度。
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