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美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)二氧化碳制甲醇新型銅原子簇催化劑

美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出一種新型的銅原子簇催化劑，這種催化劑是由每簇4個(gè)銅原子的四聚體負(fù)載在氧化鋁的薄膜上，可以快速地捕獲二氧化碳并將其轉(zhuǎn)化成甲醇，最終節(jié)省能源。

目前的二氧化碳制甲醇方法通常采用銅-鋅-鋁氧化物催化劑，僅僅將這些催化組分維系在一起就占據(jù)了若干的結(jié)合位點(diǎn)，從而限制了捕獲二氧化碳的能力，為了促進(jìn)反應(yīng)，還需要高壓條件，而壓縮氣體進(jìn)入高壓混合狀態(tài)需要花費(fèi)大量能量。

這種新型銅原子簇四聚體結(jié)構(gòu)中的大多數(shù)結(jié)合點(diǎn)位是開放的，4個(gè)銅原子同時(shí)參與，這意味著催化劑可以更強(qiáng)烈地附著二氧化碳，使二氧化碳進(jìn)行更好更快的轉(zhuǎn)換。這種增強(qiáng)結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)在于，只需要較低的壓力和較少的能量就可以生產(chǎn)相同量的甲醇。

目前，這項(xiàng)研發(fā)工作還在繼續(xù),面臨的難點(diǎn)是不穩(wěn)定性和如何生產(chǎn)大規(guī)模量的催化劑。銅四聚體在工業(yè)環(huán)境中使用時(shí)有可能會(huì)分解，所以確保長(zhǎng)期耐久性，是今后研究的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。此外，研究人員對(duì)尋找其他的催化劑也很感興趣，將使用先進(jìn)計(jì)算方法來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

(李雅麗摘自Chemical Processing,2015-10)