巴塞罗那大学Ramon Sayos等报道了Ni(111)晶面上的CO2氢化反应过程中的机理的密度泛函理论研究（DFT），在计算中兼容了色散相互作用和界面吸附物种之间的相互作用的高精确动力学Monte Carlo模拟。作者对25中不同分子和86种（包括吸附、脱附、界面化学扩散等）基元反应过程的三种逆水煤气变换反应（reverse water gas shift reaction）机理和三种甲烷化（methanation）反应机理进行研究。动力学Monte Carlo模拟显示逆水煤气变换反应在Ni(111)晶面上的CO2氢化反应中起到关键作用，该反应过程主要通过生成和羰基的还原反应进行，并且该反应中没有甲烷生成，生成甲烷的过程由于H + CO → HCO反应是一种吸热过程并被抑制，并且发现CO切断的能垒较高，说明反应中CO会发生脱附而非参与到Sabatier反应中。由于以往的理论计算中的精确度不足导致结论有偏见，本文中的模拟计算结果给出了更精确可靠的结论。
在逆水煤气转换反应中，作者发现其中最有可能的机理是生成CO的过程，其原因在于CO2的切断反应的能垒低于生成HCOO或COOH过程的能垒（没有足够能量进行生成HCOO或COOH的过程）。同时，作者对可能生成甲烷的可能过程进行分析，其中需要经由生成CO生成、HCO和C的氢化反应。但是模拟计算显示，在实际反应过程中，热力学和动力学都无法满足。
参考文献
Pablo Lozano-Reis, Hector Prats, Pablo Gamallo, Francesc Illas, and Ramon Sayos*
A Multiscale Study of the Mechanism of the Catalytic CO2 hydrogenation: the Role of the Ni(111) Facets, ACS Catal. 2020
DOI：10.1021/acscatal.0c01599
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c01599
