【Angew. Chem.】兰州大学先进催化中心团队李灿院士/李泽龙教授：CO诱导的Cu-ZnZrO\u2093催化剂重构实现CO\u2082/CO协同加氢制甲醇

本文研究了在CO₂加氢制甲醇过程中引入CO对Cu-ZnZrOₓ催化剂性能的影响。研究背景指出，利用可再生H₂催化CO₂加氢制甲醇是实现碳中和的重要途径，但逆水煤气变换反应会生成CO，对高效转化构成挑战。研究目的在于探究CO作为共反应物如何影响催化剂的活性和结构，并阐明其协同作用机制。通过实验发现，在原料气中引入CO可显著提升甲醇产率，最高达2.2倍。原位光谱分析表明，CO促进了Zn物种的还原和迁移，诱导催化剂重构形成丰富的CuZn合金-ZnOₓ界面，并稳定了Cu⁺位点。结论揭示了CO₂和CO遵循不同的反应路径：CO₂主要在合金-ZnOₓ界面通过甲酸盐路径加氢，而CO则在Cu位点通过甲酰基路径加氢。此外，CO₂加氢产生的水加速了CO路径中关键中间体的转化，从而实现了高效的协同甲醇合成。