華東理工大學(xué)-申能股份有限公司碳中和聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室主任教授劉殿華，在二氧化碳（CO2）加氫制甲醇銅（Cu）基催化劑的制備方面取得了新進(jìn)展。相關(guān)研究發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)會(huì)催化》。
隨著化石能源的廣泛使用，溫室效應(yīng)日益加劇，降低大氣中的CO2濃度已成為緊迫任務(wù)。將CO2通過(guò)加氫反應(yīng)制備綠色甲醇，不僅可以減少碳排放，還能進(jìn)一步用于生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。目前，關(guān)于CO2加氫制甲醇的研究主要集中在Cu基催化劑上。然而，對(duì)于Cu基催化劑的活性位點(diǎn)仍存在爭(zhēng)議，Cu與載體之間的協(xié)同效應(yīng)也尚未得到明確解釋。
研究團(tuán)隊(duì)將一種具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的n型半導(dǎo)體材料鈦酸鍶（SrTiO3）作為催化劑載體，采用沉積-沉淀法制備了不同Cu、鋅（Zn）負(fù)載和Cu/Zn原子比的Cu-ZnO-SrTiO3催化劑，用于CO2加氫制甲醇。系列表征結(jié)果證實(shí)，從載體到Cu上的電子轉(zhuǎn)移是Cu和載體之間金屬與載體間電子轉(zhuǎn)移的本質(zhì)，這種電子轉(zhuǎn)移進(jìn)一步促進(jìn)了氧空位（Ov）的生成。由于金屬和載體的費(fèi)米能級(jí)不同，兩者接觸會(huì)形成肖特基-莫特結(jié)，進(jìn)而促進(jìn)金屬與載體間電子轉(zhuǎn)移。此外，載體中的Ov增強(qiáng)了CO2的活化，而與載體接觸的Cuδ-物種促進(jìn)了氫溢出，界面上的Cuδ--Ov可能是催化劑的活性位點(diǎn)，電子轉(zhuǎn)移越大，相應(yīng)的銅顆粒直徑越小。
反應(yīng)示意圖。圖片來(lái)源于《美國(guó)化學(xué)會(huì)催化》
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1021/acscatal.4c02289
本文鏈接：http://www.3ypm.com.cn/news-8-7146-0.html科學(xué)家制備新型催化劑，助力二氧化碳加氫制甲醇
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