CO2加氢制甲醇非贵金属催化剂研究进展与展望
陆诗建1
华凯敏1
陈志强2
季轩宇2
康国俊1
刘玲1
程若霖1
1.中国矿业大学江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室,江苏徐州 221008;中国矿业大学碳中和研究院,江苏徐州 2210082.中国矿业大学化工学院,江苏徐州 221116
摘要：人为CO2排放激增引发的环境危机加速了碳中和技术的发展,其中CO2加氢制甲醇因兼具碳减排、绿氢储能与高附加值化学品转化潜力备受关注,但其工业化应用受限于高效催化剂的开发与反应机制的深入解析.围绕具有良好工业前景的非贵金属催化体系,系统综述其热力学路径、催化剂设计与反应机理的最新进展.研究指出,Cu基催化剂通过活性位优化与界面工程显著提升活性位点密度与氧空位再生能力;In2O3基催化剂因高氧空位稳定性与抗烧结特性展现优异性能;Zr基固溶体催化剂则通过晶格应力与氧空位协同作用效应优化电子结构,突破单组分性能瓶颈.此外,载体比表面积与路易斯酸碱位、助剂的选择及其电子转移功能以及制备策略对金属活性位的精准调控,被证实为关键优化方向.反应机理层面,实验与理论计算揭示甲酸盐路径(*HCOO主导)与逆水煤气变换-羰基化路径(*COOH解离)的竞争机制,具体主导机制与催化剂结构特性密切相关.本综述通过多维度整合催化剂设计、表界面特性、反应性能与动力学行为的关联性研究,为构建新型高效CO2制甲醇体系的开发提供理论支撑,推动碳循环技术与绿氢经济的深度融合,对碳中和目标下能源-环境协同技术发展具有重要参考价值.
关键词：CO2加氢制甲醇非贵金属催化剂Cu基催化剂In2O3基催化剂Zr基固溶体催化剂CO2加氢反应机制
分类号：TQ426(试剂与纯化学品的生产)TQ223.1(基本有机化学工业)
资助基金：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2023QN1069)国家重点研发计划(2022YFE0115800)相变吸收-催化解吸耦合体系设计与分子机理研究资助项目(2023KYJD1004)科技创新专项资金资助项目(BE2023852)浙江省科技计划资助项目(2023C03156)宁波市科技计划资助项目(2022Z163)
论文发表日期：2025-08-31
在线出版日期：2025-09-23（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：28( 11-38 )
英文信息