本报讯 二氧化碳加氢反应是低碳化学中的重要反应,一方面可以直接减少二氧化碳排放,缓解温室效应;另一方面可以合成燃料和化学品,实现人工碳循环,缓解化石能源短缺。
近日,中国科学技术大学教授曾杰团队与上海光源研究员司锐合作,构筑出负载在金属有机框架MIL-101上的铂单原子催化剂,将二氧化碳高效转化为甲醇。甲醇不仅是化学工业基础原料,还是一种清洁液体燃料。该成果发表于《自然—通讯》。
科研人员发现,铂单原子在二氧化碳加氢反应中会形成铂羟基活性中心体,该活性中心体中的氢原子能够作为氢源直接加成到二氧化碳的碳端,形成甲酸盐中间体。这种中间体不易形成一氧化碳,而易于加氢形成甲醇。因此,铂单原子催化剂在32个大气压和150摄氏度的条件下有着高达90.3%的甲醇选择性,远高于相同条件下铂颗粒对甲醇的选择性(13.3%)。
该研究不仅为二氧化碳加氢制甲醇反应提供了一种高选择性催化剂,还阐述了金属—配体相互作用在催化反应过程中的调控机制,为更好地理解单原子催化机理打开一扇大门。(记者杨保国)