二氧化碳加氫催化劑研究取得進展

　　將二氧化碳（CO2）轉化為甲醇、二甲醚等高值化學品的過程面臨氫分子在氧化物催化劑上的活化效率極低核心瓶頸，成為制約反應速率的關鍵技術問題。

　　近日，中國科學院蘭州化學物理研究所等在CO2加氫催化領域取得重要突破。團隊首次提出“晶相限域表面富集”概念，揭示了載體晶相對活性位點空間分布的精準調控機制，為高性能催化劑的理性設計提供了全新范式。

　　團隊以GaOx/ZrO2為模型催化劑，通過系統研究發現ZrO2載體的晶相精準調控GaOx活性物種的分布。研究揭示了Ga原子摻入t-ZrO2體相，需克服4.56 eV的能量壁壘，從本質上解釋了為何t-ZrO2能“鎖定”活性物種于表面。t-ZrO2上氧空位形成能更低，更易與Ga協同生成高活性的Ga–OV–Zr界面位點。

　　團隊發現，在GTZ-10催化劑（Ga2O3/t-ZrO2）表面甲酸鹽能被高效穩定并快速轉化，而GMZ-10表面則出現甲酸鹽“積壓”現象，轉化速率緩慢。DFT計算進一步證實，甲酸鹽路徑的初始步能壘比羧酸鹽路徑低100 kJ?mol−1以上，熱力學優勢顯著。

　　相關研究成果發表在《美國化學會-催化》（ACS Catalysis）上。研究工作得到國家自然科學基金、甘肅省自然科學基金等的支持。