二氧化碳催化加氢成甲醇

CO 2的有效转化对于缓解能源危机和实现碳中和的目标具有战略意义。一种有希望的转化途径是使用基于可再生能源的“绿色氢”源将CO 2加氢成甲醇。用于该反应的传统金属氧化物催化剂通常需要高温(> 300 o C)，这往往会促进不希望的水煤气变换(RWGS)副反应，从而产生大量的副产物CO。

将过渡金属组分引入到金属氧化物上可以促进H 2的活化，从而降低反应温度，但是这也促进了CO 2过度氢化成CH 4，从而降低了甲醇的选择性。常规金属/金属氧化物催化剂用于低温CO 2加氢成甲醇的性能的进一步改进受到其活性和选择性之间的权衡的严重限制。

最近，由科学院大连化学物理研究所(DICP)的邓德辉教授领导的小组与厦门大学的王烨教授合作，首次实现了低温高-CO 2高效氢化为甲醇，在富硫空位的少数层状MoS 2上具有较长的工作寿命，并且活性和选择性均比市售Cu / ZnO / Al 2 O 3催化剂高。

他们的工作发表在《自然催化》上，为低能耗和高效率的CO 2转化开辟了一条新途径。

他们发现，该富硫空位数层电极的MoS 2可以同时激活和迪斯ö Ciate CO 2和H 2在低温下，甚至在室温下，由此促进CO的低温加氢2至甲醇具有高活性和选择性。

另外，他们发现RWGS反应和甲醇过度氢化为CH 4受到抑制。在180 ø C，对于CO 94.3%甲醇选择性2转化率12.5%的在催化剂上实现; 该结果优于用市售的Cu / ZnO / Al 2 O 3催化剂和先前报道的催化剂获得的结果。

在MoS 2 催化剂上，活性和选择性稳定地维持了3000多个小时，使其成为工业应用的有希望的候选者。原位表征与理论计算相结合表明，MoS 2上的面内硫空位是催化CO 2高度选择性加氢为甲醇的活性中心。

邓教授说：“这项工作揭示了二维材料中平面空位的催化潜力，并为开发用于CO 2加氢的新型催化剂提供了新的策略。”

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