在碳中性经济的背景下，催化CO2加氢制甲醇是一项关键的CO2减排技术，为未来燃料、化学品和材料的生产提供了一种有效解决方案。然而，目前已知的大多数催化剂系统都是在220 ℃以上的温度下使用，由于转化的放热性质，限制了甲醇的理论产率。
近日，比利时鲁汶大学Bert F. Sels，安特卫普大学Bert U. W. Maes，德国莱布尼茨催化研究所Matthias Beller总结了最新的均相和多相催化剂研究进展，重点阐明了在低于170℃的温度下，催化CO2加氢制甲醇的基本原理。通常在CO2加氢制甲醇中，添加剂（醇、胺或氨基醇）用于将CO2转化为中间体，中间体可进一步还原为甲醇。
文章要点
1）作者首先总结了用于在温和条件下CO2加氢制甲醇的分子催化剂。根据分子催化剂的作用方式，分子催化剂主要包括：i）单功能分子催化剂；ii）M/NH双功能分子催化剂；iii）芳构化-脱芳构化双功能分子催化剂。
2）与分子催化剂相比，多相催化剂具有许多优点，如提高催化剂稳定性、更容易回收以及降低制造成本，这对于工业应用至关重要。基于这些原因，多相催化体系被广泛用于催化CO2加氢制甲醇。作者总结了用于在低温下将CO2加氢为甲醇的非均相材料的设计。根据组成和机理，这些催化体系可分为：i）金属/金属或金属/载体双功能多相催化剂；ii）活性中心/N或活性中心/OH双功能多相催化剂；iii）通过关键中间体在串联过程中催化剂和添加剂的协同作用。
参考文献
Shao-Tao Bai et al, Homogeneous and heterogeneous catalysts for hydrogenation of CO2 to methanol under mild conditions, Chem. Soc. Rev., 2021
DOI: 10.1039/d0cs01331e
https://doi.org/10.1039/d0cs01331e
