热催化学术
通过氢气处理将CO2直接转化为甲烷、汽油到柴油系列燃料、甲醇、轻质烯烃是解决全球变暖现象的重要途径,但是直接将CO2转化为高价值化学品,比如乙酸(AA)、丙酸(PA)仍未见相关研究报道。
有鉴于此,韩国成均馆大学JaehoonKim等报道Ni-Zn间金属/Zn富集NixZnyO复合结构催化剂,在℃将CO2转化为乙酸和丙酸的过程中实现了77.1%的总选择性,CO2转化率13.4%。同时反应CH4、C2~C4的选择性得以抑制,分别降低至17%和5%,乙酸和丙酸的时空产率分别为0.、0.mmolL-1h-1。通过煅烧处理ZnO、NiO界面结构重组,因此还原生成Ni-Zn金属间化合物修饰在Zn富集NixZnyO界面。通过逆水气重整反应形成界面吸附物种(*CHx)n随后进行CO加氢反应,因此通过CO2插入(*CHx)n生成羧酸分子,通过原位表征验证发现CO2吸附物种(比如碳酸根、碳酸氢根、甲酸根)、气态CO,验证通过逆水汽重整将CO2还原为CO。
本文要点
要点1.通过原位近常压XPS、OperandoDRIFT表征测试反应机理,提出了反应生成羧酸的高选择性原因,通过DFT计算给出了生成羧酸的可能反应机理。
要点2.该生成羧酸的催化反应能够在h过程中保持稳定状态,催化剂的结构和形貌得以保持,这种Ni-Zn间金属的高稳定性、对羧酸的高选择性说明该催化剂在CO2转化为高价值化学品中的重要前景。
MalayilGopalanSibi,DeepakVerma,HandiCayadiSetiyadi,MuhammadKashifKhan,NehaKaranwal,SangKyuKwak,KyungYoonChung,Jae-HoPark,DaseulHan,Kyung-WanNam,andJaehoonKim*,SynthesisofMonocarboxylicAcidsviaDirectCO2ConversionoverNi–ZnIntermetallicCatalysts,ACSCatal.,11,–
DOI:10./acscatal.1c