如何高效轉(zhuǎn)化利用CO?是能源化工領(lǐng)域的研究熱點。近日，中科院大連化學(xué)物理研究所研究員鄧德會團(tuán)隊與廈門大學(xué)教授王野團(tuán)隊合作，在CO?催化加氫制甲醇研究中取得重要進(jìn)展。
研究團(tuán)隊歷時近6年，首次利用富含硫空位的少層二硫化鉬(MoS?)催化劑實現(xiàn)了低溫、高效、長壽命催化CO?加氫制甲醇。MoS?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CO?轉(zhuǎn)化利用開辟了新途徑。
與基于可再生能源的綠氫(H?)反應(yīng)制備甲醇是CO?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(yán)重的逆水煤氣變換反應(yīng)，產(chǎn)生大量副產(chǎn)物CO。CO?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MoS?。經(jīng)評價，該MoS?催化劑能夠?qū)崿F(xiàn)低溫甚至室溫下CO?和H?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，MoS?面內(nèi)硫原子空位是催化CO?高選擇性加氫到甲醇的活性中心。
在實驗室小試中，CO?在180℃的單程轉(zhuǎn)化率達(dá)12.5%，甲醇選擇性達(dá)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。
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