CO₂加氢制CH₃OH是未来可再生能源方案的重要反应。近日，荷兰埃因霍芬理工大学Emiel J. M. Hensen报道了对通过火焰喷雾热解法制备的Cu/ZnO、Cu/CeO₂和Cu/ZnO−CeO₂催化剂进行了比较。改变了Cu的负载量和载体组成，以阐明Cu−ZnO和Cu−CeO₂之间的相互作用的影响。

文章要点

1）由于Cu−CeO₂的强相互作用，CeO₂的加入改善了Cu相对于ZnO的分散性。三元Cu/ZnO−CeO₂催化剂的CH₃OH选择性明显高于Cu/CeO₂和Cu/ZnO二元催化剂。在高Cu负载量（约40 wt%）条件下制备的Cu/ZnO−CeO₂催化剂与工业Cu-ZnO催化剂相比，具有较高的CH₃OH选择性。

2）研究人员利用原位IR光谱分析了还原型催化剂中金属−载体之间的相互作用，并对Cu−Zn−Ce氧化物催化剂上的CO₂加氢反应进行了深入研究。Cu−CeO₂和Cu−ZnO的协同作用提高了CH₃OH选择性。即Cu−ZnO相互作用通过Zn修饰的Cu活性位点促进CO₂加氢生成CH₃OH。而由于Cu的高甲酸盐覆盖率和CO中间体加氢生成CH₃OH的高速率，Cu−CeO₂的相互作用抑制了逆水−煤气变换反应。

研究结果突出了微调金属−载体相互作用的潜力，从而开发用于CO₂加氢制CH₃OH的改进型Cu基催化剂。

参考文献

Jiadong Zhu, et al, Flame Synthesis of Cu/ZnO−CeO₂ Catalysts: Synergistic Metal−Support Interactions Promote CH₃OH Selectivity in CO₂ Hydrogenation, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.1c00131

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c00131