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ACS Catalysis：Zr-ZnO中电子相互作用调控增强CO2加氢制甲醇

时间：2023-12-31 来源：浏览：

ACS Catalysis：Zr-ZnO中电子相互作用调控增强CO2加氢制甲醇

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ZnZrO _x 是常用的 CO ₂ 加氢生成甲醇催化剂，人们虽然知道催化位点的特点与不同组分的电子相互作用有关，但是 Zn 和 Zr 的电子相互作用并不清楚。

有鉴于此， 太原理工大学李聪明、班红艳、中国科学院山西煤炭化学研究所李磊等 研究 Zn 和 Zr 之间的电子相互作用对于 ZnZrO _x 催化性能的影响。通过 XPS 和 DFT 理论计算，发现 Zr 和 Zn 之间发生 Zr 向 Zn 转移电子的相互作用，因此形成富电子 Zn 位点。

本文要点

要点1. 通过 H ₂ -TPD ，丙烯加氢催化反应， H ₂ -D ₂ 交换实验，原位 DRIFT ，固态 ¹ H NMR 等表征技术，说明 Zr 向 Zn 电子转移有助于加快 H ₂ 分子解离生成负氢，应该是由于电子富集的 Zn 位点。这种电子转移效应能够促进 CO ₂ 吸附以双齿形式吸附碳酸根和碳酸氢根，而且能够增强碳酸根和碳酸氢根加氢生成甲酸和甲氧基。

要点2. 实验结果说明，由于 Zr 向 Zn 的电子转移有助于增强 CO ₂ 加氢生成甲醇的选择性和甲醇产率，这种电子相互作用有助于增强 CO ₂ 加氢生成甲醇。

这项研究说明催化活性位点的电子相互作用对于 CO ₂ 加氢催化反应的重要作用，有助于对催化剂进行理性设计和优化。

Xiaoyue Wang, Zhengyang Yao, Xiaohong Guo, Zhiqiang Yan, Hongyan Ban*, Pengfei Wang, Ruwei Yao, Lei Li*, and Congming Li*, Modulating Electronic Interaction over Zr–ZnO Catalysts to Enhance CO ₂ Hydrogenation to Methanol, ACS Catal. 2024, 14, 508–521

DOI: 10.1021/acscatal.3c05524

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.3c05524

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