Rashba物理的新“味”:自旋軌道耦合可逆調控的直接帶隙半導體黑砷
實現大面積的少層黑磷薄膜生長及其晶體管陣列
高效Z型光催化分解純水體系構建新思路
卷起來的範德華異質結構的高階超晶格
中國科大在高噪聲環境下實現高效的高維量子通信
Nature:半導體異質結,秒變單晶!
退火(PGA)对AlGaN/GaN HEMT器件栅可靠性的影响研究
微米孔图形化刻蚀实现超薄势垒AlGaN/GaN 异质结上的低温无金欧姆接触
MXene功能化紙基電化學免疫傳感器用于高靈敏心肌肌鈣蛋白I的檢測
大角度非視距紫外光語音傳輸通信系統的實現
官方微信
友情鏈接

二硫化钼低溫、高效、長壽命催化二氧化碳加氫制甲醇

2021-10-08

中科院大連化物所鄧德會團隊與廈門大學王野團隊合作,首次利用富含硫空位的少層二硫化钼(MoS2)催化劑實現了低溫、高效、長壽命催化CO2加氫制甲醇,爲實現低能耗、高效率的CO2轉化利用開辟了新途徑。

CO2的高效转化利用对缓解能源危机以及实现“碳中和”目标具有重要的战略意义。其中,利用基于可再生能源的绿色氢气(H2)与CO2反应制备甲醇是一条重要的途径。传统的金属氧化物催化剂通常需要较高的反应温度(> 300 ℃)来催化CO2加氢到甲醇,但往往伴随严重的逆水煤气变换(RWGS)反应,导致大量副产物一氧化碳(CO)的产生。在金属氧化物催化剂中引入过渡金属组分可以促进H2的活化从而降低反应温度,但同时又容易导致CO2过度加氢到甲烷(CH4),从而降低甲醇的选择性。金属/金属氧化物催化CO2加氢制甲醇体系中活性与选择性的相互制约,严重限制了其低温催化性能的提升。因此,为实现CO2低温高效加氢制甲醇,亟需寻求新的催化剂体系。

近期,邓德会团队与王野团队合作研究发现,富含硫空位的少层半导体MoS2可在低温甚至室温下将CO2和H2同时直接活化并解离,从而能够高活性、高选择性地催化CO2低温加氢到甲醇,并有效抑制了甲醇的过度加氢。该催化剂在180 ℃下,CO2单程转化率可达12.5%,同时甲醇选择性可达94.3%,显著优于商品Cu/ZnO/Al2O3催化剂以及此前报道的催化剂。而且,该催化剂的活性和选择性在180 ℃下能够稳定地维持3000小时而未见衰减,表现出了优异的工业应用潜力。原位表征与理论计算研究结合显示,MoS2面内硫空位是催化CO2高选择性加氢到甲醇的活性中心。该工作揭示了二维MoS2的硫空位在催化反应中的应用潜力,为开发CO2加氢新型催化剂提供了新思路。

上述工作近期发表在Nature Catalysis上(Nat. Catal. 2021, 4, 242),Nature Catalysis同期以“不同寻常的空位催化(Catalysis by Unusual Vacancies)”为题,刊发了专家的评述文章(Nat. Catal. 2021, 4, 184),对该工作进行了高度评价。德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT) Felix Studt教授表示,这是一个令人惊奇的、有意义的研究工作,有望为二氧化碳加氢制甲醇的工业应用带来巨大的效率提升。

論文鏈接:

https://www.nature.com/articles/s41929-021-00584-3

 

 

 

 

 



關于我們
下載視頻觀看
聯系方式
通信地址

北京市海淀区清华东路甲35号(林大北路中段) 北京912信箱 (100083)

電話

010-82304210/010-82305052(傳真)

E-mail

semi@semi.ac.cn

交通地圖
友情鏈接
中華人民共和國科技技術部
中國科學院
中國工程院
國家自然科學基金委員會
中國科學院大学
中國科學技術大學
中國科學院科技产业网
版权所有 九五至尊娱乐棋牌

備案號:,京ICP備05085259-1號 京公網安備110402500052 中國科學院半导体所声明