将分离出来的CO2加氢制甲醇可以减少CO2排放，建立可持续的碳循环。然而，由于热力学平衡的限制和催化剂在水中的失活，CO₂转化为甲醇是一项具有挑战性的工作。

近日，华东师范大学黄爱生教授，新加坡国立大学姜建文教授报道了开发了一种双功能催化膜反应器（CMR），用于CO₂高效合成甲醇。

文章要点

1）在CMR中，CO₂在Cu-ZnO-Al₂O₃-ZrO₂层内通过催化加氢生成甲醇，副产物水通过附近的亲水分子筛LTA膜被就地选择性地去除。由于反应体系中水分的原位脱除，打破了反应的热力学平衡极限，从而提高了CO₂转化率和甲醇选择性。

2）实验结果显示，在260 °C和3.0 MPa下，CO₂转化率和甲醇选择性分别达到36.1%和100%，远高于循环流化床和循环流化床反应器。此外，从反应体系中除水有助于避免催化剂失活和副产物的形成，从而使CMR随投产时间的延长而保持较高的稳定性。因此，CMR对于其他受副产物水的热力学或动力学限制的反应是有益的，也极具应用前景。此外，对于未来扩大CMR，必须研究动力学相容性，即催化反应产生的水量与可能通过分离膜的水通量之间的匹配。

参考文献

Wenzhe Yue, et al, Highly Selective CO₂ Conversion to Methanol in a Bifunctional Zeolite Catalytic Membrane Reactor, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202106277

https://doi.org/10.1002/anie.202106277