CO₂排放受到广泛关注，因为其能够引发全球变暖、海洋酸化、气候变化等问题和现象，通过CO₂和H₂O通过光催化、电催化反应过程合成高价值化学品是消除碳排放问题的有利前景和手段。目前通过各种分子筛（SAPO-34、H-ZSM-5）基多功能催化剂CO₂氢化合成液体燃料、低碳烯烃、芳烃等化学品受到广泛研究，但是催化剂的催化效率、目标化学品的产率仍具有非常大的挑战。并且在目前现有技术中，将CO₂原料转化为单一化学品具有非常高的难度和巨大挑战。

乙醇是人类生活中非常重要的化学品，乙醇的制备主要通过烯烃水化、纤维素原料的发酵得到，但是由于纤维素原料对食品的重要性、非可再生能源（煤、石油、天然气等）储量的大幅度降低，发展从新原料来源合成乙醇具有非常大的意义。

其中，CO₂氢化合成乙醇的路线过程受到广泛关注，该过程能够消除温室气体，同时将温室气体转变为高价值化学品。

有鉴于此，日本富山大学Guohui Yang、Noritatsu Tsubaki，中国石油大学吴明铂等报道在CO₂选择性转化为乙醇的过程在催化剂的设计、反应路线上都取得非常显著的进展。

在该项工作中，作者通过将一种合成烯烃的催化剂Na-Fe@C与掺杂K的CuZnAl催化剂（一种合成甲醇的催化剂）结合，实现了直接选择性的将CO₂转化为乙醇（选择性：35 %）和烯烃（选择性：33 %）。该催化剂中，通过优化Na-Fe@C催化剂、K-CuZnAl催化剂的距离，调控并且改善了合成乙醇和乙烯的催化活性。

本文要点：

（1）

作者通过详细的原位表征、DFT计算模拟，发现催化剂表现独特的催化界面结构，多功能催化剂之间的紧密相互作用，催化反应过程中的有机醛分子在实现提高合成乙醇反应速率起到关键作用。

（2）

这种多功能催化剂的制备过程非常简单，能够进行重生，能够在接近真实工业化生产过程条件中进行催化反应。本文工作为丰富和深入利用CO₂进行可再生化学合成提供经验。

参考文献

Yang Wang, Kangzhou Wang, Baizhang Zhang, Xiaobo Peng, Xinhua Gao, Guohui Yang*, Han Hu, Mingbo Wu*, and Noritatsu Tsubaki*, Direct Conversion of CO₂ to Ethanol Boosted by Intimacy-Sensitive Multifunctional Catalysts, ACS Catal. 2021, 11, 11742–11753

DOI: 10.1021/acscatal.1c01504

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c01504