氧化铟（In₂O₃）是一种极有前途的用于CO₂选择性加氢合成CH₃OH的催化剂，但在低温下催化活性较低。

近日，荷兰埃因霍芬理工大学Emiel J. M. Hensen报道了通过火焰喷雾热解（FSP）合成，筛选出一系列助剂（Co、Ni、Cu、Pd）与In₂O₃复合，确定Ni是最合适的第一排过渡金属助剂，其性能可媲美Pd−In₂O₃。

文章要点

1）研究人员通过FSP改变Ni/In比，对NiO−In₂O₃进行了优化。所得催化剂包括In₂O₃和NiO，具有相似的高比表面积和形貌。

2）实验结果显示，CO₂加氢的主要产物是CH₃OH和CO，只有在高NiO负载量（≥75 wt %）时才观察到CH₄产物。当NiO负载量为6 wt%时，获得了最高的CH₃OH速率（∼0.25 g_MeOH/(g_cath)，250 °C，30 bar）。

3）对所制备催化剂的表征表明，在低NiO负载量（≤6 wt%）时，Ni离子与In₂O₃之间有很强的相互作用。H₂-TPR表明，由于Ni取代，氧空位(Ov)的表面密度较高。此外，X射线光电子能谱、X射线吸收光谱和电子顺磁共振分析表明，在CO₂加氢过程中，Ni离子以单原子和非常小的团簇形式还原为Ni。密度泛函理论（DFT）计算表明，Ni对CO₂加氢合成CH₃OH的促进作用主要是由于还原的Ni表面物种上的低势垒H₂解离，促进了吸附在O_v上的CO₂的加氢反应。

参考文献

Jiadong Zhu, et al, Ni−In Synergy in CO₂ Hydrogenation to Methanol, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.1c03170

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c03170