溫室氣體二氧化碳（CO2）是諸多化學反應的最終產物，其過量排放會加劇全球平均氣溫上升，給生態環境帶來巨大壓力。如何高效轉化利用CO2是能源化工領域研究的熱點和難點。近日獲悉，中國科學院大連化物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，首次利用富含硫空位的少層二硫化鉬（MoS2）催化劑，實現了低溫、高效、長壽命催化CO2加氫制甲醇。
該研究歷時近6年，其MoS2催化劑的活性與選擇性均顯著優于金屬氧化物催化劑，顯示出優異的穩定性，為實現低能耗、高效率的CO2轉化利用開辟了新途徑。相關研究成果已發表在《自然?催化》上，并以“不同尋常的空位催化”為題，刊發了專家評述文章，對該項研究給予高度評價。
基于可再生能源的綠氫（H2）反應制備甲醇是CO2變廢為寶的重要途徑之一。通常，傳統的金屬氧化物催化劑需要300攝氏度以上的反應溫度，同時常伴隨嚴重的逆水煤氣變換反應，導致大量副產物――一氧化碳產生。
“在金屬氧化物催化劑中引入過渡金屬組分可以促進H2的活化從而降低反應溫度，但容易導致CO2過度加氫產生甲烷，從而降低目標產物甲醇的選擇性。”大連化物所科研人員說，CO2低溫高效加氫制甲醇急需尋求新的催化劑體系。
值得一提的是，在實驗室小試中，CO2在180攝氏度下的單程轉化率可達12.5%，甲醇選擇性高達94.3%，顯著優于此前報道的金屬和金屬氧化物等傳統催化劑，其性能也能穩定維持3000小時而未見衰減，表現出優異的工業應用潛力。
德國卡爾斯魯厄理工學院教授Felix Studt表示，CO2高效轉化利用是實現碳達峰、碳中和的重要一環，該研究揭示了二維MoS2的硫空位在催化反應中的應用潛力，為開發CO2加氫新型催化劑提供了新思路，有望為二氧化碳加氫制甲醇的工業應用帶來巨大的效率提升。
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