天津大學的CO2加氫制甲醇研究獲進展

近日，天津大學的研究團隊通過密度泛函理論研究了氧化銦負載的銀催化劑應用于CO2加氫制甲醇的可行性，從理論上確定了反應轉化途徑，并提高試驗證明了理論預測結果，該催化劑在高活性、高選擇性CO2加氫制甲醇試驗方面取得進展。相關研究成果發表于《綠色能源與環境》雜志。

銀催化劑被廣泛用于光催化和電化學還原CO2，其中CO2加氫制甲醇反應最有希望開展大規模應用。目前具有高活性和高選擇性的CO2加氫催化劑成為進一步應用的關鍵。

該研究團隊通過理論計算和試驗證實，含氧空位的氧化銦及其負載的鈀、鉑、金、鎳、銠、銥等金屬催化劑對CO2加氫制甲醇具有較高的甲醇選擇性、活性和良好的穩定性。

目前氧化銦負載銀催化劑應用于非均相CO2加氫制甲醇反應尚未有報道，研究團隊通過銀與氧化銦的結合調變，使Ag/In2O3催化劑成為CO2加氫制甲醇高活性催化劑。

該研究團隊通過密度泛函理論計算，分析銀與含氧空位氧化銦表面之間的相互作用。計算結果表明二者之間的界面位點能很好地活化CO2分子，使其更容易在該位點發生加氫反應。基于理論計算的結果，采用沉積沉淀法制備出Ag/In2O3催化劑，并與氧化銦催化劑對比進行反應活性評價。結果顯示，銀的加入提高了CO2加氫生成甲醇的能力，明顯降低其轉化的表觀活化能。穩定測試結果也說明Ag/In2O3催化劑具備更好的催化穩定性，相比In2O3催化劑，反應10 h后，活性保持率為90.5%，而In2O3催化劑的活性保持率僅為80.4%。

此外，表征結果也證實，銀的加入能夠促進表面氧空位的生成，從而增多氧空位位點的數量，促進CO2的吸附與解離過程。該工作可為高選擇性氧化銦基催化劑的理性設計提供指導。