Os pesquisadores alcançaram pela primeira vez a hidrogenação de CO2 em metanol em baixa temperatura e alta eficiência, com uma longa vida útil sobre MoS2 de poucas camadas rico em vazio de enxofre, bem como atividade e seletividade notavelmente mais altas do que aquelas do catalisador comercial Cu / ZnO / Al2O3. Crédito:DICP
Conversão eficiente de CO 2 é estrategicamente importante para aliviar a crise de energia e atingir a meta de neutralidade de carbono. Uma rota de conversão promissora é a hidrogenação de CO 2 ao metanol usando uma fonte de "hidrogênio verde" baseada em energia renovável.
Os catalisadores de óxido de metal tradicionais para esta reação normalmente requerem uma alta temperatura (> 300 o C), que tende a promover reações colaterais indesejadas de deslocamento reverso de água-gás (RWGS), produzindo assim uma grande quantidade de CO como subproduto.
A introdução de componentes de metal de transição em óxidos de metal pode promover a ativação de H 2 , reduzindo assim a temperatura da reação, mas isso também facilita a hidrogenação excessiva de CO 2 para CH 4 , levando a uma menor seletividade do metanol. Melhoria adicional do desempenho de catalisadores convencionais de metal / óxido de metal para CO de baixa temperatura 2 a hidrogenação em metanol é severamente restringida pela troca entre sua atividade e seletividade.
Recentemente, um grupo liderado pelo Prof. Deng Dehui do Instituto Dalian de Física Química (DICP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS), em colaboração com o Prof. Wang Ye da Universidade de Xiamen, alcançado pela primeira vez a hidrogenação de CO de alta eficiência em baixa temperatura 2 ao metanol, com uma longa vida útil sobre MoS de poucas camadas rico em vazio de enxofre 2 , bem como atividade e seletividade notavelmente mais altas do que aquelas do Cu / ZnO / Al comercial 2 O 3 catalisador.
Seu trabalho, que foi publicado em Catálise Natural , abre um novo caminho para a conversão de CO 2 com baixo consumo de energia e alta eficiência.
Eles descobriram que o MoS de poucas camadas rico em enxofre. 2 poderia ativar e dissolver simultaneamente o Ciate CO 2 e H 2 em baixas temperaturas e até mesmo em temperatura ambiente, facilitando assim a hidrogenação de CO em baixa temperatura 2 ao metanol com alta atividade e seletividade.
Além disso, eles descobriram que a reação RWGS e a hidrogenação excessiva do metanol para CH 4 foram efetivamente suprimidos. Em 180 o C, 94,3% de seletividade de metanol para um CO 2 conversão de 12,5% foi alcançada sobre o catalisador; este resultado foi melhor do que o obtido com o Cu / ZnO / Al comercial 2 O 3 catalisador e catalisadores relatados anteriormente.
A atividade e seletividade foram mantidas de forma constante por mais de 3.000 horas no MoS 2 catalisador, tornando-o um candidato promissor para aplicações industriais. As caracterizações in situ combinadas com cálculos teóricos demonstraram que as vagas de enxofre no plano no MoS 2 foram os centros ativos para catalisar a hidrogenação altamente seletiva de CO 2 para metanol.
“Este trabalho revela o potencial de vacâncias no plano em materiais bidimensionais para catálise e fornece uma nova estratégia para o desenvolvimento de novos catalisadores a serem usados em CO. 2 hidrogenação ", disse o Prof Deng.
