Angew：TiO2载体晶格位错促进PdZn-ZnO催化CO2加氢制甲醇
学术
2025-01-03 20:21
上海
使用可再生原料生产的绿色H2进行CO2加氢制甲醇，为可持续碳循环提供了一种有前景的途径，但是CO2加氢催化反应的CO副产物选择性非常高。有鉴于此，天津大学李新刚教授、田野、Qingpeng Cheng等报道在TiO2载体中设计了晶格位错的结构，开发了一种高效的PdZn-ZnO/TiO2催化剂。要点1. 作者研究发现，修饰使TiO2中具有不规则排列的有序化原子，能够稳定晶格，降低载体表面负载的活性相之间的电子相互作用。这种设计有助于金属Pd转化为PdZn合金，因此抑制Pd0位点的羧酸盐反应途径的发生逆水煤气变换反应（reverse water-gas shift reaction），有效的抑制生成CO副产物。此外，设计的这种催化剂能够通过氢溢出将氢物种从PdZn合金有效转移到ZnO，补偿ZnO较低的氢气解离能力，产生更多氧空位（对CO2活化至关重要），产生有利于中间体加氢的羟基富集环境。要点2. PdZn-ZnO双位点的这些集体修饰协同作用促进通过甲酸盐途径合成甲醇的反应。与未改性的催化剂相比，所设计的催化剂导致甲醇的选择性从64.2 %提高到80.0 %，CO选择性从35.0 %降低到19.8 %。当CO2转化率为~8.0 %，甲醇收率达到9028.0 mgMeOH gPd+Zn-1 h-1。Xiaoshen Li, Qingpeng Cheng, Yingtian Zhang, Yunhao Liu, Yu Pan, Dejian Zhao, Shaohui Xiong, Wei Liu, Xueyang Jiang, Jiayan Yan, Xiang Duan, Ye Tian, Xingang Li, Engineering lattice dislocations of TiO2 support of PdZn‐ZnO dual‐site catalysts to boost CO2 hydrogenation to methanol, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202424435https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202424435
