二氧化碳（CO₂）加氢制甲醇是减少CO₂排放和应对气候变化挑战的最有前景的技术之一。

近日，新加坡国立大学Hua Chun Zeng提出了一种以可调组成的单一固体前驱体为原料制备以硅质纳米线网络为载体的Cu−ZnO基多相催化剂的合成方案。

文章要点

1）研究人员在温和的反应条件下（30 barg和200−280 °C），用CO₂加氢反应合成甲醇的方法对合成的Si-Cu-Zn催化剂进行了评价。结果显示，在240 ℃时，甲醇的比产率为402 mg_MeOH·g_Cu⁻¹·h⁻¹，甲醇选择性为51%。

2）通过精心设计的合成过程，催化剂在结构和成分方面具有一定优点。通过Cu在预催化剂中的高度分散和作为结构促进剂的氧化锌的加入，获得并保持了较小的Cu纳米颗粒（NP）尺寸。此外，通过Cu纳米颗粒与部分还原的ZnO之间之间强烈的金属−载体相互作用，可以进一步获得理想的Cu−ZnO协同效应。最后，坚固的硅质纳米线网络提供了良好的空间限制来遏制纳米铜的生长，同时提供了与宏观多孔性形貌高度可及的能力。

3）该催化剂在一周的长期稳定性试验中表现出稳定的性能，同时保持其结构完整性完好无损。

总的来说，这项研究可以为广受欢迎的Cu-ZnO系统提供一种替代设计和合成策略，以接近其在CO₂加氢中的高性能。

参考文献

Yu Shao, et al, Single Solid Precursor-Derived Three-Dimensional Nanowire Networks of CuZn-Silicate for CO₂ Hydrogenation to Methanol, ACS Catal. 2022

DOI: 10.1021/acscatal.2c00726

https://doi.org/10.1021/acscatal.2c00726