不同形貌ZnO催化CO2加氢性能研究

作者：周向坤; 王明瑞; 王浩; 刘怡; 边凯; 王志群; 张光辉^*; 郭新闻^*

来源：低碳化学与化工, 2023, 48(03): 41-48.

• 金属氧化物
• 活性位点
• 形貌调控
• ZnO晶面
• CO2加氢

ZnO基催化材料可将CO2选择性加氢转化为CH3OH等高附加值化学品，因而受到广泛关注，但其催化活性中心结构及构效关系仍有待进一步研究。以ZnO为模型催化剂，探究了催化性能与活性位点间的构效关系，通过水热合成方法制备了片状ZnO和棒状ZnO，其中，片状ZnO优先暴露(002)晶面，棒状ZnO优先暴露(100)和(101)晶面。在300℃时，片状ZnO的CO2转化率和CH3OH生成速率分别为5.8%和0.220 mmol/(g·h)，优于棒状ZnO(1.5%和0.095 mmol/(g·h))。原位红外光谱表征结果表明，孤立的Zn位点倾向于生成CO，而邻近的多Zn位点之间通过协同作用促进CH3OH的生成。ZnO(002)晶面中Zn位点呈空间六边形排布，使片状ZnO在CO2加氢生成CH3OH的反应中表现出更高的活性。

• 单位
  大连理工大学; 精细化工国家重点实验室