CO₂加氢制甲醇和二甲醚（DME）是应对全球气候变化，同时满足日益增长的便携式燃料需求的一种策略。众所周知，双金属氧化物的协同作用可以提高CO₂加氢合成甲醇和二甲醚的产率。然而，目前尚未揭示这种协同效应的机制。

近日，兰州大学吴剑锋教授报道了采用蒸发诱导自组装的方法合成了一系列GaZrO_x型催化剂。与（Ga₂O₃+ZrO₂）氧化物混合物相比，GaZrO_x（27%）催化剂表现出更好的催化活性。而GaZrO_x催化剂上的Zr³⁺−O_V−Ga−O物种（O_V代表氧空位）则被认为是催化活性中心。

文章要点

1）互补X射线光电子能谱、飞行时间二次离子质谱、原位漫反射红外傅里叶变换光谱、电子顺磁共振光谱和固体NMR光谱等结果表明，协同效应来自于邻近的Ga−O位点和Zr³⁺−O_V位点。研究发现，H₂O在极化的Ga-O位点上通过解离产生Ga-H和-OH物种，而CO₂则被氧空位捕获并被Zr³⁺离子的电子转移激活。

从原子和电子水平上阐明活性中心和协同效应机制为合理设计高活性的CO₂加氢催化剂开辟了新的途径。

参考文献

Wen-Hua Feng, et al, Insights into Bimetallic Oxide Synergy during Carbon Dioxide Hydrogenation to Methanol and Dimethyl Ether over GaZrO_x Oxide Catalysts, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.0c05410

https://doi.org/10.1021/acscatal.0c05410