利用可再生能源产生的氢气将CO₂直接加氢合成甲醇正引起人们的高度关注，但高效催化剂的合成一直是一个巨大的挑战。纯/多金属催化体系通常具有较低的催化活性。

近日，华东师范大学路勇，赵国锋，上海工程技术大学Xue-Rong Shi报道了开发了一种出色氧化物负载的InNi₃C_0.5纳米金属间化合物催化剂，用于高效CO₂加氢合成甲醇。

文章要点

1）研究人员合成了三种不同物相的ZrO₂载体（单斜ZrO₂、四方ZrO₂和无定形ZrO₂，分别记为m-ZrO₂、t-ZrO₂和a-ZrO₂）。研究人员通过初湿浸渍和随后的渗碳将InNi₃C_0.5负载到m-、t-和a-ZrO₂载体上。

2）CO₂-/H₂-TPD，XPS，EPR，CO-DRIFTS光谱研究和密度泛函理论（DFT）计算结果显示，InNi₃C_0.5/m-ZrO₂比t-ZrO₂和a-ZrO₂具有更高的氧缺位，显著增强了InNi₃C_0.5的金属-载体相互作用（EMSI），从而使InNi₃C_0.5具有更高的电子密度。实验结果表明，InNi₃C_0.5/m-ZrO₂催化剂对CO₂的解离吸附和加氢生成甲醇的活性优于其它两种催化剂。

3）受此启发，研究人员通过对In₂O₃-NiO/Fe₂O₃前驱体进行碳化，开发出了更先进的InNi₃C_0.5/Fe₃O₄催化剂，进一步增强了EMSI效应。同样，InNi₃C_0.5/Fe₃O₄催化剂具有显著提高的CO₂解离吸附性能，从而显著提高了催化剂的活性。此外，该催化剂具有良好的稳定性，高抗硫中毒能力，低负载量，同时所用Fe₃O₄载体价格低廉，具有较高的性价比。

这项研究有望促进通过理论和实验研究相结合优化EMSI效应来发现高活性/选择性金属间化合物催化剂的研究，从而促进高效的CO₂加氢制甲醇工艺的商业化开发。

参考文献

Chao Meng, et al, Oxygen-deficient metal oxides supported  nano-intermetallic InNi₃C_0.5 toward efficient  CO₂ hydrogenation to methanol, Sci. Adv. 2021

DOI: 10.1126/sciadv.abi6012

https://advances.sciencemag.org/content/7/32/eabi6012