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?富山大學(xué)/中石油/山西煤化所ACS Catal.: “距離親密度”多功能催化劑直接將CO2轉(zhuǎn)化為乙醇

過量的CO₂排放引起了巨大的環(huán)境問題，如全球變暖、海洋酸化和氣候變化等。通過水光/電解提供的H₂將CO₂加氫成具有附加值的化學(xué)品是緩解碳排放壓力的一種很有前景的方法。

富山大學(xué)Noritatsu Tsubaki、中國石油大學(xué)吳銘鉑和山西煤化所楊國輝等將Na摻雜的Fe基催化劑( Na-Fe@C)和K摻雜的CuZnAl (K-CuZnAl)催化劑集成在一起設(shè)計了一種新型多功能催化劑(Na-Fe@C/K-CuZnAl)。該催化劑能夠促進CO₂直接合成乙醇和烯烴氫化。

結(jié)果表明，調(diào)整雙功能催化劑活性成分的適度親密度是非常有益的。合理設(shè)計的催化界面和適度的親合模式賦予多功能催化劑2% Na-Fe@C/5% K-CuZnAl在39.2%的CO₂轉(zhuǎn)化率下具有出色的乙醇(35%)和烯烴(33%)選擇性。

原位捕獲的醛類DRIFTS被認(rèn)為是新反應(yīng)路徑中乙醇合成的中間體。通過詳細的原位表征、DFT計算模擬，發(fā)現(xiàn)催化劑表現(xiàn)獨特的催化界面結(jié)構(gòu)，多功能催化劑之間的緊密相互作用，催化反應(yīng)過程中的有機醛分子在實現(xiàn)提高合成乙醇反應(yīng)速率起到關(guān)鍵作用。

更深入的原位表征和密度泛函理論(DFT)計算表明，獨特的催化界面、多功能催化劑的親合模式以及醛類中間體在CO₂轉(zhuǎn)化為乙醇的更高轉(zhuǎn)化率中起著至關(guān)重要的作用。

此外，該多功能催化劑易于制備、再生和回收，非常接近實際工業(yè)應(yīng)用。因此，這項工作有望用于CO₂的經(jīng)濟利用。

Direct conversion of CO₂ to ethanol boosted by intimacy-sensitive multifunctional catalysts. ACS Catalysis, 2021. DOI: 10.1021/acscatal.1c01504

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/11/800a4b2971/

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