催化剂的相关参数中粒径是重要的参数，但是对于催化剂大小和性能之间的关系而言具有较大的难度，特别是在一些复杂反应过程中。因此，大连理工大学郭新闻、宋春山、张光辉作为通讯作者和宾夕法尼亚州立大学等研究者报道了对2.5~12.9 nm范围内Fe基催化剂的粒径对CO₂氢化制备碳氢化合物反应中的情况进行研究，结果显示当催化剂的粒径增加，反应中对C2+物种的选择性持续增加，与此同时CO的选择性降低。反向水煤气变换（reverse water gas shift, RWGS）和甲烷化（methanation）反应是当催化剂粒径在6.1~12.9 nm范围内的关键反应。

本文要点：

（1）

催化剂制备。通过KIT-6硬模板法制备多孔ZrO₂催化剂基底。随后通过浸渍法将ZrO₂分散在Fe(NO₃)₃溶液中并120 ℃中蒸发溶剂，在500 ℃空气氛围中煅烧4 h。

作者对催化剂粒径和CO₂氢化反应制备碳氢化合物中的性能关系进行研究，费托反应中的总选择性和催化剂变化变化规律相反，碳氢化合物分布情况符合费托合成趋势。催化剂中铁纳米粒子的粒径为12.9 nm时，反应中C2+碳氢化合物的选择性是2.5 nm的催化剂选择性的20倍。当催化剂的粒径更大，反应中更容易生成HCOO*中间体物种，并能够促进生成甲烷的过程，随后较大的催化剂上有助于进行碳链增加反应。台阶位点和更大的催化剂有助于C-C偶联反应过程。研究结果展示了催化剂粒径的重要作用。

参考文献

Jie Zhu, Guanghui Zhang*, Wenhui Li, Xinbao Zhang, Fanshu Ding, Chunshan Song*, and Xinwen Guo*

Deconvolution of the Particle Size Effect on CO₂ Hydrogenation over Iron-based Catalysts, ACS Catal. 2020

DOI：10.1021/acscatal.0c01526

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c01526