二氧化碳低溫高效加氫制甲醇獲突破

    如何高效轉(zhuǎn)化利用CO₂是能源化工領(lǐng)域的研究熱點。近日，中科院大連化學物理研究所研究員鄧德會團隊與廈門大學教授王野團隊合作，在CO₂催化加氫制甲醇研究中取得重要進展。

   研究團隊歷時近6年，首次利用富含硫空位的少層二硫化鉬(MoS₂)催化劑實現(xiàn)了低溫、高效、長壽命催化CO₂加氫制甲醇。MoS₂催化劑的活性與選擇性均優(yōu)于此前報道的金屬氧化物催化劑，并顯示出優(yōu)異的穩(wěn)定性，為實現(xiàn)低能耗、高效率的CO₂轉(zhuǎn)化利用開辟了新途徑。

   與基于可再生能源的綠氫(H₂)反應(yīng)制備甲醇是CO₂變廢為寶的重要途徑之一。但傳統(tǒng)的金屬氧化物催化劑需要300℃以上的反應(yīng)溫度，還伴隨嚴重的逆水煤氣變換反應(yīng)，產(chǎn)生大量副產(chǎn)物CO。CO₂低溫高效加氫制甲醇亟需尋求新的催化劑體系。

   研究人員開發(fā)出具有豐富硫空位的少層MoS₂。經(jīng)評價，該MoS₂催化劑能夠?qū)崿F(xiàn)低溫甚至室溫下CO₂和H₂的直接活化并解離，并有效抑制甲醇的過度加氫。原位表征與理論計算研究結(jié)果顯示，MoS₂面內(nèi)硫原子空位是催化CO₂高選擇性加氫到甲醇的活性中心。

    在實驗室小試中，CO₂在180℃的單程轉(zhuǎn)化率達12.5%，甲醇選擇性達94.3%，優(yōu)于此前報道的金屬和金屬氧化物等傳統(tǒng)催化劑，且性能能夠穩(wěn)定維持3000小時而未見衰減，表現(xiàn)出優(yōu)異的工業(yè)應(yīng)用潛力。