Silicalit-unterstützte Ni-Katalysatoren für die effiziente Umwandlung von CO2 in CH4

Die katalytische Umwandlung von CO2 in Methan (CH4) bietet eine nachhaltige Lösung für das sich verschlechternde globale Erwärmungsszenario, insbesondere zur Kontrolle der CO2-Konzentrationen. In dieser Studie werden silicalit-1-unterstützte Ni-Katalysatoren mit unterschiedlichen Beladungen zur CO2-Umwandlung in CH4 vorgestellt, die durch Nassimpregnation hergestellt wurden. Das Röntgendiffraktogramm zeigte eine Zunahme der Kristallitgröße bei höheren Ni-Beladungen, was durch N2-Sorption unterstützt wurde, wobei die spezifische Oberfläche und Mikroporosität der Katalysatoren abnahmen. Es gab eine leichte Verschiebung in der Reduzierbarkeit der Katalysatoren, die möglicherweise auf den Einfluss der Beladung auf Dispersion und räumliche Verteilung hinweist. Die Katalysatorleistung wurde über einen Temperaturbereich bei 5 bar und einem GHSV von 20.000 mL g_cat^−1 h^−1 bewertet. Überraschenderweise zeigte Ni(5)@Silicalite-1 eine höhere CO2-Umwandlungseffizienz über den Temperaturbereich im Vergleich zu Ni(10)@Silicalite-1. NiO(5)@Silicalite-1 erzielte eine maximale CO2-Umwandlung von 88 % bei 450 °C, was etwa 14 % höher war als bei dem Katalysator mit 10 Gew.-% Beladung. Bemerkenswert war, dass das CH4-Selektivitätsmuster bei den Katalysatoren nahezu identisch war, was darauf hindeutet, dass die Reaktionswege von den Beladungen unbeeinflusst blieben. Die höhere Leistung von NiO(5)@Silicalite-1 lässt sich auf kleinere NiO-Kristallite und verbesserte texturale Eigenschaften zurückführen.