通过CO₂的氢化反应制备高附加值化学品、燃料受到越来越多的关注，但是对CO₂转化反应过程控制仍然有较大难度，特别是在催化剂的设计和发展上角度上。中科院大连化学与物理研究所乔波涛、王晓东、李林等报道了一种温和压力氛围中的CO₂氢化反应，通过调节TiO₂的晶体结构（锐钛矿、金红石），或者改变锐钛矿TiO₂上的金属Ru负载量，就实现了对CO₂加氢反应性能的调控。原位光谱、NAP-XPS研究显示，氢溢流导致的金属向基底电荷转移过程在该反应中起到至关重要的作用，具体在CO中间体的吸附和活化中起到作用。基于以上研究结果，作者实现了对CO₂氢化反应选择性的调控，控制CO₂反应生成CO或者生成甲烷。这种方法可能在其他催化反应中得以应用，该发现为设计催化剂提供了机会。

本文要点

（1）

在不同负载量Ru的实验中，作者详细研究了氢溢流和电荷转移过程起到的作用，并且CO₂还原生成的CO是否加氢是决定反应产物的关键一步（1 % Ru的氢溢流效应高于5 %的样品，1 % Ru-锐钛矿TiO₂上的氢溢流效应高于1 % Ru-金红石TiO₂）。

（2）

氢溢流能够产生Ru向TiO₂的电子转移，并且降低Ru向吸附CO气体分子的π键反馈作用，因此提高了C-O键的强度。

当降低锐钛矿TiO₂表面上的氧同时提高Ru的量，能够弱化氢溢流效应，并降低生成Ti-O(H)-Ti物种的可能性。

参考文献

Xiaoyu Li, Jian Lin, Lin Li*, Huang Yike, Xiaoli Pan, Sebastián E. Collins, Yujing Ren, Yang Su, Leilei Kang, Xiaoyan Liu, Yanliang Zhou, Hua Wang, Aiqin Wang, Botao Qiao*, Xiaodong Wang*, Tao Zhang

Controlling CO₂ hydrogenation selectivity by metal‐support electron transfer under reaction conditions, Angew. Chem. Int. Ed. 2020

DOI：10.1002/anie.202003847

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202003847