ACS Catal.：Cu主导的氢供应调控促进ZnZrOx催化CO2加氢制甲醇

本文主要研究了通过机械混合将金属Cu团聚体引入ZnZrOₓ催化剂中，用于提升CO₂加氢制甲醇的性能。背景方面，ZnZrOₓ固溶体催化剂在CO₂加氢制甲醇中具有良好的甲醇选择性，但其对H₂的活化能力有限，导致甲醇产率较低。研究目的是探索通过构建Cu-ZnZrOₓ物理接触界面，利用Cu的强解离氢能力，通过氢溢流效应来提升ZnZrOₓ的加氢性能。结论表明，20% Cu-ZnZrOₓ催化剂在573 K、1.5 MPa条件下，甲醇时空产率达4.81 mmol g⁻¹ h⁻¹，相比原始ZnZrOₓ提高约2倍，且甲醇选择性维持在约80%。多种表征结果证实，Cu团聚体作为远程氢供体，通过氢溢流降低H₂解离能垒、促进ZnZrOₓ表面低价态金属离子（Znφ⁺、Zrδ⁺）和氧空位生成，并加速HCOO和CH₃O等关键中间体的加氢步骤，从而显著提升催化活性。研究还指出，Cu与ZnZrOₓ之间适度的物理接触是实现活性与选择性平衡的关键。