/图片-1/中国科学院 鸣谢:中国催化杂志 一种新的Cd/TiO2催化剂，在15
8%的CO2转化率，CH4选择性低于0
7%被发现
实验和计算研究的结合表明，负载在TiO2上的Cd团簇的独特电子性质是通过在界面催化位点实现的HCOO*途径将CO2加氢为甲醇的高选择性的原因
利用可再生能源进行二氧化碳捕获和利用(CCU)是实现碳中和的有效途径，因此日益受到全球工业界和学术界的关注
CO2利用的一个有希望的途径是甲醇生产(CO2 + 3H2 → CH3OH + H2O ),因为甲醇可以用作容易运输的燃料、H2储存分子或生产烯烃和芳烃的前体
非均相催化剂通常可用于通过使用固定床反应器将CO2氢化成甲醇，这能够扩大工业应用
迄今为止，CuZnO催化剂已被广泛研究用于CO2加氢制甲醇
然而，迄今为止报道的甲醇选择性在最佳操作条件下很难超过60%，因为存在竞争性副反应，例如逆水煤气变换反应(RWGS)
此外，铜基催化剂通常会因烧结而失活
因此，近年来非铜催化剂引起了越来越多的关注
最近，一个由教授领导的研究小组
中国科学院大连化学物理研究所的李灿发现了基于Cd簇的Cd/TiO2催化剂，其在CO2转化率为15时显示81%的甲醇选择性
8%,同时能够将CH4保持在0
5兆帕时为7%
研究结果发表在《中国催化杂志》上
以二氧化钛为载体，采用湿浸渍法制备了Cd/TiO2催化剂
活性和选择性都随着Cd负载量的增加而增加，在3
5%Cd
进一步增加Cd装载从3
5%到7%只会导致活性和选择性的轻微下降
三
5%的Cd/TiO2催化剂表现出81%的甲醇选择性和15
在5 MPa下CO2转化率为8%，甲醇产率为6
7% (X(二氧化碳)=9
4%，S(CH3OH)=71%)，接近2 MPa，290℃条件下的热力学平衡
结构表征表明，0
35%的Cd/TiO2催化剂以原子方式分散，在TiO2上具有孤立的Cd位点
三个人
5%Cd/TiO2催化剂时，除了孤立的Cd位外，还出现了大量的亚纳米Cd团簇
当Cd负载量进一步增加到7%时，除了Cd簇和孤立的Cd位点之外，还观察到纳米尺寸的Cd颗粒
在反应过程中，Cd物种处于+2氧化态达0
35%的镉/二氧化钛和3
5%的Cd/TiO2，对于7%的Cd/TiO2，Cd物质被还原成金属态
机理研究表明HCOO*途径是CO2加氢制甲醇的可能途径
DFT计算表明，与Cd4/TiO2界面上的相应状态相比，CdTiO3 (Cd1结构)表面上的HCOO*、HCOOH*和CH2O*_H2O*的关键反应中间体更加稳定
因此，这些中间体连同催化反应坐标的演变以高得多的势垒进行，证明Cd4/TiO2比本体CdTiO3混合氧化物相具有高得多的催化CO2氢化活性
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