新安晚報 安徽網(wǎng) 大皖客戶端訊 化石能源日益枯竭、全球變暖等能源和環(huán)境危機成為人類今天面臨的重大問題。二氧化碳加氫反應是低碳化學中的重要反應,一方面可以直接減少二氧化碳的排放,緩解溫室效應;另一方面可以合成燃料和化學品,實現(xiàn)人工碳循環(huán),緩解化石能源的短缺。
近日,中國科學技術大學曾杰教授研究團隊與上海光源司銳研究員合作,構筑出負載在金屬有機框架MIL-101上的鉑單原子催化劑,將二氧化碳高效轉化為甲醇。甲醇不僅是化學工業(yè)基礎原料,還是一種清潔液體燃料。該成果近日發(fā)表在《自然•通訊》上。
科研人員發(fā)現(xiàn),鉑單原子在二氧化碳加氫反應中會形成鉑羥基活性中心體,該活性中心體中的氫原子能夠作為氫源直接加成到二氧化碳的碳端,形成甲酸鹽中間體。這種中間體不易形成一氧化碳,而易于加氫形成甲醇。因此,鉑單原子催化劑在32個大氣壓和150攝氏度的條件下有著高達90.3%的甲醇選擇性,遠高于相同條件下鉑顆粒對甲醇的選擇性(13.3%)。
該工作不僅為二氧化碳加氫制甲醇反應提供了一種高選擇性催化劑,還闡述了金屬-配體相互作用在催化反應過程中的調(diào)控機制,為人們更好地理解單原子催化機理打開了一扇新的大門。
新安晚報 安徽網(wǎng) 大皖客戶端記者 陳牧
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