二氧化碳催化加氫成甲醇
CO 2的有效轉(zhuǎn)化對于緩解能源危機和實現(xiàn)碳中和的目標具有戰(zhàn)略意義。一種有希望的轉(zhuǎn)化途徑是使用基于可再生能源的“綠色氫”源將CO 2加氫成甲醇。用于該反應的傳統(tǒng)金屬氧化物催化劑通常需要高溫(> 300 o C)，這往往會促進不希望的水煤氣變換(RWGS)副反應，從而產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物CO。
將過渡金屬組分引入到金屬氧化物上可以促進H 2的活化，從而降低反應溫度，但是這也促進了CO 2過度氫化成CH 4，從而降低了甲醇的選擇性。常規(guī)金屬/金屬氧化物催化劑用于低溫CO 2加氫成甲醇的性能的進一步改進受到其活性和選擇性之間的權衡的嚴重限制。
最近，由科學院大連化學物理研究所(DICP)的鄧德輝教授領導的小組與廈門大學的王燁教授合作，首次實現(xiàn)了低溫高-CO 2高效氫化為甲醇，在富硫空位的少數(shù)層狀MoS 2上具有較長的工作壽命，并且活性和選擇性均比市售Cu / ZnO / Al 2 O 3催化劑高。
他們的工作發(fā)表在《自然催化》上，為低能耗和高效率的CO 2轉(zhuǎn)化開辟了一條新途徑。
他們發(fā)現(xiàn)，該富硫空位數(shù)層電極的MoS 2可以同時激活和迪斯ö Ciate CO 2和H 2在低溫下，甚至在室溫下，由此促進CO的低溫加氫2至甲醇具有高活性和選擇性。
另外，他們發(fā)現(xiàn)RWGS反應和甲醇過度氫化為CH 4受到抑制。在180 ø C，對于CO 94.3%甲醇選擇性2轉(zhuǎn)化率12.5%的在催化劑上實現(xiàn); 該結果優(yōu)于用市售的Cu / ZnO / Al 2 O 3催化劑和先前報道的催化劑獲得的結果。
在MoS 2 催化劑上，活性和選擇性穩(wěn)定地維持了3000多個小時，使其成為工業(yè)應用的有希望的候選者。原位表征與理論計算相結合表明，MoS 2上的面內(nèi)硫空位是催化CO 2高度選擇性加氫為甲醇的活性中心。
鄧教授說：“這項工作揭示了二維材料中平面空位的催化潛力，并為開發(fā)用于CO 2加氫的新型催化劑提供了新的策略。”
標簽： 二氧化碳催化