新型催化剂实现二氧化碳高效转化

科技日报讯 (记者郝晓明)温室气体二氧化碳(CO2)是诸多化学反应的最终产物，其过量排放会加剧全球平均气温上升，给生态环境带来巨大压力。如何高效转化利用CO2是能源化工领域研究的热点和难点。记者4月23日从中国科学院大连化物所获悉，该所研究员邓德会团队与厦门大学教授王野团队合作，在CO2催化加氢制甲醇研究中，首次利用富含硫空位的少层二硫化钼(MoS2)催化剂，实现了低温、高效、长寿命催化CO2加氢制甲醇。

该研究历时近6年，其MoS2催化剂的活性与选择性均显著优于金属氧化物催化剂，显示出优异的稳定性，为实现低能耗、高效率的CO2转化利用开辟了新途径。相关研究成果已发表在《自然·催化》上，并以“不同寻常的空位催化”为题，刊发了专家评述文章，对该项研究给予高度评价。

基于可再生能源的绿氢(H2)反应制备甲醇是CO2变废为宝的重要途径之一。通常，传统的金属氧化物催化剂需要300摄氏度以上的反应温度，同时常伴随严重的逆水煤气变换反应，导致大量副产物——一氧化碳产生。

“在金属氧化物催化剂中引入过渡金属组分可以促进H2的活化从而降低反应温度，但容易导致CO2过度加氢产生甲烷，从而降低目标产物甲醇的选择性。”大连化物所科研人员说，CO2低温高效加氢制甲醇急需寻求新的催化剂体系。

值得一提的是，在实验室小试中，CO2在180摄氏度下的单程转化率可达12.5%，甲醇选择性高达94.3%，显著优于此前报道的金属和金属氧化物等传统催化剂，其性能也能稳定维持3000小时而未见衰减，表现出优异的工业应用潜力。

德国卡尔斯鲁厄理工学院教授Felix Studt表示，CO2高效转化利用是实现碳达峰、碳中和的重要一环，该研究揭示了二维MoS2的硫空位在催化反应中的应用潜力，为开发CO2加氢新型催化剂提供了新思路，有望为二氧化碳加氢制甲醇的工业应用带来巨大的效率提升。

来源:科技日报