我所應邀發表二氧化碳加氫制碳一產物選擇性調控的綜述

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近日，我所催化基礎國家重點實驗室能源與環境小分子催化研究中心（509組群）鄧德會研究員團隊應邀發表了關于二氧化碳（CO₂）加氫制碳一（C1）產物選擇性調控的綜述文章。該綜述系統介紹了CO₂加氫制C1產物的研究進展，并對CO₂加氫的選擇性調控策略、存在的挑戰和未來發展方向作了前瞻性的展望。

利用基于可再生能源的綠色氫氣（H₂）與CO₂反應制備高附加值化學品或燃料被認為是實現碳減排和CO₂資源化利用的有效策略之一。高選擇性CO₂加氫對降低分離和循環成本、提高生產效率具有重要意義。然而，由于復雜的反應網絡和催化劑表面多種活性位點的共存，CO₂加氫選擇性調控仍存在挑戰。

鄧德會團隊長期致力于能源與環境小分子的催化轉化研究，取得了系列研究進展（J. Am. Chem. Soc.，2024；Nat. Catal.，2023；Nat. Catal.，2023；Nat. Synth.，2023；Nat. Commun.，2023；Angew. Chem. Int. Ed.，2023；Nat. Catal.，2021；Nat. Commun.，2021；Nat. Commun.，2021；Nat. Commun.，2020；Nat. Nanotechnol.，2016）。2021年，該團隊與合作者在《自然-催化》（Nature Catalysis）上報道了富含硫空位的二維硫化鉬催化劑，可實現低溫、高效、長壽命的CO₂加氫制甲醇。與傳統催化劑體系相比，該催化劑可在低溫甚至室溫下實現CO₂的高效轉化，為實現低能耗、高效率的CO₂轉化利用開辟了新途徑。基于此，該團隊與西南化工研究設計院有限公司合作，推進“二氧化碳低溫轉化”的中試放大技術。

在前期工作基礎上，該團隊針對C1產物（如CH₃OH、CO和CH₄）的合成，應邀撰寫了CO₂加氫選擇性調控的綜述，該綜述系統介紹了不同催化劑體系的發展歷程，重點闡述了活性金屬組分、金屬分散度、載體以及助劑等因素對CO₂加氫選擇性的調控規律，并討論了CO₂加氫領域面臨的關鍵挑戰，展望了該研究領域的發展方向和未來機遇。

相關文章以“Selectivity control in CO₂ hydrogenation to one-carbon products”為題，于近日應邀發表在《化學》（Chem）上。上述工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院B類先導專項“功能納米系統的精準構筑原理與測量”等項目的資助。（文/圖 胡景庭、蔡亞豐）

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.chempr.2024.02.017