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镍基双功能材料CO2捕集与原位甲烷化研究进展

收稿日期：2025-11-18 修回日期：2026-01-23 接受日期：2026-01-25

DOI:10.20078/j.eep.20260202

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    摘要：集成CO2捕集与甲烷化（ICCM）技术可为我国实现“双碳”目标提供重要的技术支撑，是前沿研究的热点。该技术将CO2捕集与催化转化过程耦合，在单一反应器中实现CO2的捕集并原位转化为高附加值甲烷，具有能耗低、流程短、效率高等显著优势。系统综述... 展开+
    摘要：

    集成CO2捕集与甲烷化（ICCM）技术可为我国实现“双碳”目标提供重要的技术支撑，是前沿研究的热点。该技术将CO2捕集与催化转化过程耦合，在单一反应器中实现CO2的捕集并原位转化为高附加值甲烷，具有能耗低、流程短、效率高等显著优势。系统综述了镍基双功能材料（DFMs）在ICCM技术中的研究进展，重点围绕材料设计、性能优化及实际应用挑战展开深入分析。系统阐述了不同类型吸附剂（包括钙基、镁基和碱金属基等）的设计策略与性能特征，总结了助剂掺杂（如Ru、Zr和Ce等）、操作条件（反应温度与压力、H2浓度、空度和杂质组分）优化等对提升CO2捕集与甲烷化效率的作用；深入探讨了O2、H2O、NOx、SO2等真实烟气组分对ICCM反应的影响及失活机制。最后，对该领域研究方向进行了展望，未来应致力于高效DFMs的设计、真实气氛下失效机制的深入解析及多污染物协同控制等关键科学和工程问题的研究，以推动ICCM技术从实验室向规模化应用发展。

    收起-

    作者：

    • 魏佳琪1,2
    • 高艳珊1,2,*
    • 王强1,2

    作者简介

    第一作者：魏佳琪（2000—），女，山东济南人，博士研究生，主要研究方向为双功能材料研发及其在碳污协同中的应用。E-mail：jiaqiwei@bjfu.edu.cn
    通讯作者：高艳珊（1989—），女，北京人，教授，主要研究方向为大气污染物和二氧化碳复合控制。E-mail：yanshan_gao@bjfu.edu.cn

    单位

    • 1. 北京林业大学 环境科学与工程学院
    • 2. 北京林业大学 林木资源高效生产 全国重点实验室

    关键字

    • 二氧化碳
    • 耦合捕获与利用
    • 镍基双功能材料
    • 原位甲烷化
    • 一体化技术

    基金项目

    国家自然科学基金资助项目（52270099, 52225003）

    引用格式

    魏佳琪, 高艳珊, 王强. 镍基双功能材料CO2捕集与原位甲烷化研究进展[J/OL]. 能源环境保护: 1-15[2026-02-05]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20260202.

    WEI Jiaqi, GAO Yanshan, WANG Qiang. Research Progress on Integrated CO2 Capture and Methanation Using Nickel-Based Dual-Function Materials[J/OL]. Energy Environmental Protection: 1-15[2026-02-05]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20260202.

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