工业上由合成气生产的甲醇作为一种有前途的替代燃料和工业上有用的大宗化学品在世界上有很高的需求。近来，从二氧化碳利用和甲醇经济性的角度来看，从二氧化碳中生产甲醇是非常可取的。关于用于将CO₂热催化加氢成甲醇（HCM）的非均相催化剂（通常为Cu基催化剂）的报道很多。由于CO₂的高热力学稳定性和低反应性，这些催化剂要求苛刻的反应条件。由于在苛刻的操作温度（> 220°C）下的平衡限制，对于非均相催化剂而言，仍然存在许多障碍，例如低的CO₂转化率和选择性。较低的反应温度可以提高从二氧化碳中提取甲醇的理论转化率。然而，均相催化剂通常缺乏促进将CO₂还原的能力，而不仅仅是通过一次氢化物转移至FA或类似物的过程才能生成甲醛和甲醇。

有鉴于此，日本产业技术综合研究所Naoya Onishi和Yuichiro Himeda等人，报告了一种在低温（30–80°C）下使用多核铱络合物在气固相中将CO₂催化加氢为甲醇的新方法。

本文要点

1）尽管酰胺基铱催化剂在水中催化的均相CO₂加氢仅提供了少量的甲醇，但是多核催化剂和气相固相反应条件的结合导致了从CO₂高效生产甲醇的过程。多核催化剂的催化活性取决于每种活性物质的相对构型。方便地，从气相中获得的甲醇可以轻松地从催化剂中分离出来，而不会受到CO，CH₄或甲酸（FA）的污染。

2）催化剂可以通过气体释放和填充以间歇方式再循环。在60°C和4 MPa的H₂/CO₂（3：1）下重新使用催化剂时，最终循环次数为113。

3）该体系具有较高的反应活性，主要是由于暴露在H₂气体下形成氢化物络合物，在气固相反应条件下抑制FA的释放，以及多核催化剂下分子内的多氢化物转移到CO₂。

参考文献：

Ryoichi Kanega et al. Catalytic Hydrogenation of CO₂ to Methanol Using Multinuclear Iridium Complexes in a Gas–Solid Phase Reaction. J. Am. Chem. Soc., 2021.

DOI: 10.1021/jacs.0c11927

https://doi.org/10.1021/jacs.0c11927