天津大学的CO2加氢制甲醇研究获进展

近日，天津大学的研究团队通过密度泛函理论研究了氧化铟负载的银催化剂应用于CO2加氢制甲醇的可行性，从理论上确定了反应转化途径，并提高试验证明了理论预测结果，该催化剂在高活性、高选择性CO2加氢制甲醇试验方面取得进展。相关研究成果发表于《绿色能源与环境》杂志。

银催化剂被广泛用于光催化和电化学还原CO2，其中CO2加氢制甲醇反应最有希望开展大规模应用。目前具有高活性和高选择性的CO2加氢催化剂成为进一步应用的关键。

该研究团队通过理论计算和试验证实，含氧空位的氧化铟及其负载的钯、铂、金、镍、铑、铱等金属催化剂对CO2加氢制甲醇具有较高的甲醇选择性、活性和良好的稳定性。

目前氧化铟负载银催化剂应用于非均相CO2加氢制甲醇反应尚未有报道，研究团队通过银与氧化铟的结合调变，使Ag/In2O3催化剂成为CO2加氢制甲醇高活性催化剂。

该研究团队通过密度泛函理论计算，分析银与含氧空位氧化铟表面之间的相互作用。计算结果表明二者之间的界面位点能很好地活化CO2分子，使其更容易在该位点发生加氢反应。基于理论计算的结果，采用沉积沉淀法制备出Ag/In2O3催化剂，并与氧化铟催化剂对比进行反应活性评价。结果显示，银的加入提高了CO2加氢生成甲醇的能力，明显降低其转化的表观活化能。稳定测试结果也说明Ag/In2O3催化剂具备更好的催化稳定性，相比In2O3催化剂，反应10 h后，活性保持率为90.5%，而In2O3催化剂的活性保持率仅为80.4%。

此外，表征结果也证实，银的加入能够促进表面氧空位的生成，从而增多氧空位位点的数量，促进CO2的吸附与解离过程。该工作可为高选择性氧化铟基催化剂的理性设计提供指导。