美国阿贡国家实验室开发二氧化碳制甲醇新型铜原子簇催化剂



美国阿贡国家实验室开发二氧化碳制甲醇新型铜原子簇催化剂

美国能源部阿贡国家实验室开发出一种新型的铜原子簇催化剂，这种催化剂是由每簇4个铜原子的四聚体负载在氧化铝的薄膜上，可以快速地捕获二氧化碳并将其转化成甲醇，最终节省能源。

目前的二氧化碳制甲醇方法通常采用铜-锌-铝氧化物催化剂，仅仅将这些催化组分维系在一起就占据了若干的结合位点，从而限制了捕获二氧化碳的能力，为了促进反应，还需要高压条件，而压缩气体进入高压混合状态需要花费大量能量。

这种新型铜原子簇四聚体结构中的大多数结合点位是开放的，4个铜原子同时参与，这意味着催化剂可以更强烈地附着二氧化碳，使二氧化碳进行更好更快的转换。这种增强结合的优点在于，只需要较低的压力和较少的能量就可以生产相同量的甲醇。

目前，这项研发工作还在继续,面临的难点是不稳定性和如何生产大规模量的催化剂。铜四聚体在工业环境中使用时有可能会分解，所以确保长期耐久性，是今后研究的一个关键点。此外，研究人员对寻找其他的催化剂也很感兴趣，将使用先进计算方法来进行预测。

(李雅丽摘自Chemical Processing,2015-10)