新型催化剂实现二氧化碳高效转化

4月23日，中国科学院大连化物所研究员邓德会团队与厦门大学教授王野团队合作，在CO₂催化加氢制甲醇研究中，首次利用富含硫空位的少层二硫化钼（MoS₂）催化剂，实现了低温、高效、长寿命催化CO₂加氢制甲醇。

该研究历时近6年，其MoS₂催化剂的活性与选择性均显著优于金属氧化物催化剂，显示出优异的稳定性，为实现低能耗、高效率的CO₂转化利用开辟了新途径。相关研究成果已发表在《自然·催化》上，并以“不同寻常的空位催化”为题，刊发了专家评述文章，对该项研究给予高度评价。

基于可再生能源的绿氢（H₂）反应制备甲醇是CO₂变废为宝的重要途径之一。通常，传统的金属氧化物催化剂需要300摄氏度以上的反应温度，同时常伴随严重的逆水煤气变换反应，导致大量副产物——一氧化碳产生。

“在金属氧化物催化剂中引入过渡金属组分可以促进H₂的活化从而降低反应温度，但容易导致CO₂过度加氢产生甲烷，从而降低目标产物甲醇的选择性。”大连化物所科研人员说，CO₂低温高效加氢制甲醇急需寻求新的催化剂体系。

值得一提的是，在实验室小试中，CO₂在180摄氏度下的单程转化率可达12.5%，甲醇选择性高达94.3%，显著优于此前报道的金属和金属氧化物等传统催化剂，其性能也能稳定维持3000小时而未见衰减，表现出优异的工业应用潜力。

德国卡尔斯鲁厄理工学院教授Felix Studt表示，CO₂高效转化利用是实现碳达峰、碳中和的重要一环，该研究揭示了二维MoS₂的硫空位在催化反应中的应用潜力，为开发CO₂加氢新型催化剂提供了新思路，有望为二氧化碳加氢制甲醇的工业应用带来巨大的效率提升。