近日，天津大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)密度泛函理論研究了氧化銦負(fù)載的銀催化劑應(yīng)用于CO2加氫制甲醇的可行性，從理論上確定了反應(yīng)轉(zhuǎn)化途徑，并提高試驗(yàn)證明了理論預(yù)測(cè)結(jié)果，該催化劑在高活性、高選擇性CO2加氫制甲醇試驗(yàn)方面取得進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表于《綠色能源與環(huán)境》雜志。

銀催化劑被廣泛用于光催化和電化學(xué)還原CO2，其中CO2加氫制甲醇反應(yīng)最有希望開(kāi)展大規(guī)模應(yīng)用。目前具有高活性和高選擇性的CO2加氫催化劑成為進(jìn)一步應(yīng)用的關(guān)鍵。

該研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)理論計(jì)算和試驗(yàn)證實(shí)，含氧空位的氧化銦及其負(fù)載的鈀、鉑、金、鎳、銠、銥等金屬催化劑對(duì)CO2加氫制甲醇具有較高的甲醇選擇性、活性和良好的穩(wěn)定性。

目前氧化銦負(fù)載銀催化劑應(yīng)用于非均相CO2加氫制甲醇反應(yīng)尚未有報(bào)道，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)銀與氧化銦的結(jié)合調(diào)變，使Ag/In2O3催化劑成為CO2加氫制甲醇高活性催化劑。

該研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)密度泛函理論計(jì)算，分析銀與含氧空位氧化銦表面之間的相互作用。計(jì)算結(jié)果表明二者之間的界面位點(diǎn)能很好地活化CO2分子，使其更容易在該位點(diǎn)發(fā)生加氫反應(yīng)?；诶碚撚?jì)算的結(jié)果，采用沉積沉淀法制備出Ag/In2O3催化劑，并與氧化銦催化劑對(duì)比進(jìn)行反應(yīng)活性評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，銀的加入提高了CO2加氫生成甲醇的能力，明顯降低其轉(zhuǎn)化的表觀活化能。穩(wěn)定測(cè)試結(jié)果也說(shuō)明Ag/In2O3催化劑具備更好的催化穩(wěn)定性，相比In2O3催化劑，反應(yīng)10 h后，活性保持率為90.5%，而In2O3催化劑的活性保持率僅為80.4%。

此外，表征結(jié)果也證實(shí)，銀的加入能夠促進(jìn)表面氧空位的生成，從而增多氧空位位點(diǎn)的數(shù)量，促進(jìn)CO2的吸附與解離過(guò)程。該工作可為高選擇性氧化銦基催化劑的理性設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。