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Accès ouvert déclaré 2025 article

Tailoring Upsalite-derived Ni-MgO catalysts: Impact of synthesis method on CO2 methanation performance

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Rattachement africain : fr. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

CO 2 methanation offers the dual benefits of emission mitigation and energy storage. MgO is considered an ideal support for this process due to its high alkalinity and excellent CO 2 adsorption capacity. In this study, a series of Ni-MgO materials (c.a. 10 wt% Ni) supported on high-surface-area MgO (up to 100 m 2 /g) derived from the thermal treatment of Upsalite® were synthesized using various methods (wet impregnation (WET), incipient wetness impregnation (IWI), and one-pot (OP)) and evaluated for CO 2 methanation. Among them, the catalyst prepared via wet impregnation of mesoporous magnesium carbonate exhibited the highest activity, achieving 86 % CO 2 conversion and 100 % selectivity towards methane at 350 °C. In all cases, the size of the Ni nanoparticles did not increase during the methanation test, even for the longest exposition times, as a result of strong metal–support interactions (SMSI) between Ni and MgO. Ni atom redistribution could be emphasized for Ni-MgO prepared by the IWI and OP methods, leading to smaller particles after the test, but in the end, the best catalyst (WET) was not the one with the smallest Ni nanoparticles but the one showing very constant nanoparticle size throughout methanation. The WET sample was also characterized by the highest percentage of reduced Ni, the highest number of basic sites (CO 2 TPD), and the lowest surface oxygen species (XPS). Furthermore, in situ DRIFTS analyses confirmed that CO 2 methanation over Ni/MgO proceeds via the formate pathway, with HCOO∗ identified as the key intermediate. These results underscore the synergistic effect of Ni nanoparticles and MgO support and provide valuable insights for the rational design of highly efficient Ni-based catalysts for CO 2 methanation. • Ni-MgO solids were synthesized from Upsalite® using 3 approaches. • Ni-MgO from wet impregnation led to the highest activity in methanation. • Strong metal–support interactions ensure abundant active sites and stability. • Ni atoms redistribution was observed for some synthesis approaches. • CO 2 methanation followed the formate pathway (HCOO∗ intermediate).

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Tailoring Upsalite-derived Ni-MgO catalysts: Impact of synthesis method on CO2 methanation performance
Date Crossref
01/01/2026
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Centre National de la Recherche Scientifique pays non établi dans la notice
    Organisme public
  • Sorbonne Université pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Institut Jean Le Rond d'Alembert pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Laboratoire de Réactivité de Surface pays non établi dans la notice
    Structure de recherche

Centre National de la Recherche Scientifique, Sorbonne Université et Institut Jean Le Rond d'Alembert, avec 1 autre affiliation.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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