Recientemente, la Academia de Ciencias de China, el Instituto Dalian de Física Química, Catálisis, el Laboratorio clave del estado de los investigadores de CAS, el equipo de Li Can desarrolló un catalizador de óxido de solución sólida bimetálico para lograr el CO 2Alta selectividad y estabilidad de la hidrogenación de la síntesis de metanol, investigación relacionada publicada en Science Advances.
CO 2De la reducción de emisiones ha atraído la atención internacional generalizada, el uso de energía renovable como la energía solar, a través de fotocatálisis, fotocatálisis o electrólisis de agua, hidrógeno, CO 2La hidrogenación de metanol y otros combustibles y productos químicos, es lograr CO 2La estrategia más viable, reducción de emisiones y el uso sostenible de carbono de los recursos de la comprensión científica de la perspectiva de la fotosíntesis natural, CO2 hidrogenación del coincidentes metanol con la eficacia de la reacción en la oscuridad en la fotosíntesis, sistema de energía solar es una forma importante de los combustibles líquidos. Sur de California El equipo de profesores universitarios de Olah ha anticipado la transformación de CO 2La filosofía de "economía de metanol ', Li puede asociarse énfasis en el logro de CO basado en las energías renovables 2Carbon utilización. El metanol es una importante plataforma para moléculas químicas, se pueden preparar a partir de olefinas de metanol, compuestos aromáticos y otros productos químicos de los productos básicos y la gasolina, diesel, puede ser utilizado directamente como un aditivo de combustible o el combustible. En la actualidad, para lograr CO 2La industrialización de hidrogenación cuello de botella que comprende metanol, tecnología de producción de hidrógeno solar energía eficiente y renovable y alta selectividad, alta actividad para CO 2Hidrogenación para el desarrollo de tecnología catalítica de metanol.
El equipo de Li Can está comprometido con la fotocatálisis solar, la fotoelectrocatálisis y la producción de hidrógeno de la investigación de agua electrolítica, al mismo tiempo lanzó un CO 2+H2Investigación para lograr la estrategia de combustible solar de síntesis solar artificial 2+H2En el proceso, la selectividad para aumentar el metanol es CO 2Los mayores desafíos para la hidroconversión, como los catalizadores tradicionales basados en Cu utilizados en la síntesis de metanol a CO 2Cuando la hidrogenación de metanol, el metanol es los problemas pendientes de baja selectividad (50-60%). Desactivación Además, el agua de reacción se acelerará catalizador a base de Cu. Esto es diferente de la obra convencional para desarrollar una solución sólida bimetálico metal catalizador Catalizador de óxido ZnO-ZrO 2, En el CO 2La selectividad del metanol es todavía alrededor del 90% en la conversión de pasada simple de más del 10%, que es el mejor resultado integral en el mismo tipo de estudios en la actualidad. Los resultados muestran que la estructura de la solución sólida del catalizador proporciona un sitio activo doble - Zn Y Zr, donde H 2Y CO 2Respectivamente, en el bit Zn y en los sitios Zr atómicos adyacentes a la activación, en CO 2El proceso de hidrogenación mostró sinergia, lo que puede generar metanol con alta selectividad. Los experimentos de isótopos IR-MS in situ y los cálculos teóricos de DFT muestran que la superficie HCOO * y H 3CO * es la principal especie intermedia activa en la reacción 2La hidrogenación del metanol abrió una nueva vía.
Además, el catalizador no mostró desactivación después de 500 horas de operación continua, tenía excelente estabilidad de sinterización y resistencia al azufre, y mostró buenas perspectivas de aplicación industrial. La síntesis de metanol tradicional de catalizadores basados en Cu requiere un bajo contenido de azufre del gas de alimentación Con 0.5ppm, la resistencia al azufre del catalizador redujo el costo de purificación del gas de alimentación y mostró ventajas potenciales en la aplicación industrial. Los resultados anteriores han sido declarados como 4 patentes de invención chinas y 1 patente internacional PCT.
La investigación ha sido financiada por los proyectos estratégicos de ciencia y tecnología piloto de la Academia China de Ciencias, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, el Instituto Dalian de conversión de metanol y la nueva tecnología petrolera a base de carbón, investigación básica y fondos postdoctorales.
