（來源：“AdvancedScienceNews”←關(guān)注它）

乙醇是一種重要的高附加值化學(xué)品，既可作為清潔燃料或油品添加劑，也可用于燃料電池儲氫及醫(yī)藥行業(yè)。

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目前，由合成氣直接合成乙醇引起了人們的普遍關(guān)注。其中，CuCo基催化劑具有原料成本低、活性高、醇類產(chǎn)品選擇性高的優(yōu)點(diǎn)被廣泛研究。

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然而，該催化劑上反應(yīng)產(chǎn)物中大多呈現(xiàn)醇分布寬泛及甲醇含量高的缺點(diǎn)，不利于實(shí)現(xiàn)醇類產(chǎn)品（尤其是乙醇）分離的經(jīng)濟(jì)性。因此有必要對CuCo基催化劑進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和改性，獲得醇類產(chǎn)品分布相對集中，且乙醇選擇性高的催化劑。

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層狀雙氫氧化物（LDH）材料作為催化劑前驅(qū)體，可實(shí)現(xiàn)活性物種的均一分散，近來已被用于制備特殊結(jié)構(gòu)的CuCo基催化劑，但是層狀結(jié)構(gòu)中三價(jià)元素M³⁺對催化劑結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)及乙醇合成的可能路徑（機(jī)理）卻未見報(bào)道。

據(jù)此，中科院山西煤炭化學(xué)研究所煤轉(zhuǎn)化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室譚猗生研究員課題組制備了系列層狀CuCoM（M=Fe, Cr, Ga, Al）催化劑，將其用于合成氣直接合成乙醇的研究。

他們發(fā)現(xiàn)CuCoAl催化劑顯示了最優(yōu)的活性及最高的乙醇選擇性，其中Al物種可以更好地促進(jìn)CuCo活性相的分散。

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接著他們利用CO₂-TPD、XPS和in situ DRIFTS等表征技術(shù)對催化劑表面（酸堿）性質(zhì)進(jìn)行了研究，證實(shí)了層狀CuCoAl催化劑表面存在大量的羥基，可與Cu物種上吸附的CO^*分子進(jìn)行反應(yīng)生成甲酸鹽物種（HCOO），隨后HCOO物種逐步加氫脫氧，生成CH_x中間體。

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同時(shí)該催化劑上也顯示了CO^*以橋式吸附的方式吸附在Co原子上，有利于CO中C-O鍵的斷裂，也促進(jìn)了CH_x中間體的生成。甲酸鹽的加氫過程及CO^*在Co上的橋式吸附，共同促進(jìn)了CH_x中間體的生成。

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最后生成的CH_x中間體與Cu活性相上吸附的CO^*反應(yīng)生成CH_xCO^*，隨后加氫生成乙醇。

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因此，CuCo活性位點(diǎn)與催化劑表面羥基的協(xié)同作用促進(jìn)了乙醇的生成。

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該工作為理解合成氣直接合成乙醇過程中催化劑表面羥基所起的作用提供了新的認(rèn)識。

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文章發(fā)表在ChemCatChem,doi: 10.1002/cctc.201900096

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作者：Kai Sun, Yingquan Wu, Minghui Tan, Liyan Wang, Guohui Yang, Min Zhang, Wei Zhang, Prof. Yisheng Tan*