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近日，華東師范大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院、上海市綠色化學(xué)與化工綠色重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室路勇教授課題組研發(fā)出一種優(yōu)異的二氧化碳直接加氫制甲醇催化劑。相關(guān)成果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上。
二氧化碳是地球大氣的重要組成部分。二氧化碳的捕集和高效轉(zhuǎn)化利用對(duì)于化解全球環(huán)境生態(tài)危機(jī)、助力我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)具有重要意義。在多相熱催化領(lǐng)域，隨著光伏、風(fēng)電等可再生能源水電解技術(shù)的成熟，通過催化加氫將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇，是大規(guī)模利用二氧化碳的有效途徑。
陸勇課題組通過理論計(jì)算預(yù)測(cè)，InNi3C0.5金屬間化合物是二氧化碳加氫制甲醇的潛在催化劑，但催化活性有待加強(qiáng)。為此，研究人員通過定制 InNi3C0.5 金屬間化合物的納米負(fù)載與電子金屬載體之間的相互作用，開發(fā)了一種新型高效催化劑，用于二氧化碳直接加氫合成甲醇，具有高轉(zhuǎn)化率和目標(biāo)產(chǎn)物甲醇的選擇。它具有性能高、反應(yīng)穩(wěn)定性好、抗硫中毒性能好、成本低、制備簡(jiǎn)單、易于規(guī)模化生產(chǎn)等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。尤其是在InNi3C0.5/Fe3O4催化劑上，二氧化碳的單程轉(zhuǎn)化率可達(dá)25%以上，甲醇的選擇性可達(dá)90%以上，甲烷的選擇性小于0.1%；甲醇單程時(shí)空產(chǎn)率（每小時(shí)每克催化劑產(chǎn)生的甲醇量）高達(dá)2.62 gMeOH gcat-1 h-1，是同類研究中綜合性最好的結(jié)果。
“利用可再生能源制成的綠色氫減少二氧化碳生產(chǎn)甲醇意義重大，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和的重要途徑之一?！甭酚卤硎荆@項(xiàng)研究為高效負(fù)載金屬催化劑的裁剪設(shè)計(jì)提供了新思路，這一想法也為二氧化碳的工業(yè)轉(zhuǎn)化和應(yīng)用提供了核心技術(shù)基礎(chǔ)。
