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中科院生態(tài)環(huán)境中心「國家杰青」團隊，最新Nature子刊！

研究概述

高效非均相催化劑設(shè)計主要關(guān)注活性位點或載體的工程化，往往忽略了微量雜質(zhì)對催化性能的影響。

基于此，2024年11月2日，中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心張長斌研究員、加州大學(xué)河濱分校劉福東副教授在國際期刊Nature Communications發(fā)表題為《Sulfate residuals on Ru catalysts switch CO₂reduction from methanation to reverse water-gas shift reaction》的研究論文。

該研究表明，在常壓下，Ru/TiO₂上即使有微量的硫酸鹽（SO₄^2?）殘留，也能將CO₂還原從甲烷化反應(yīng)完全轉(zhuǎn)變?yōu)槟嫠簹庾儞Q（RWGS）反應(yīng)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，空氣退火導(dǎo)致微量SO₄^2?從TiO₂遷移到Ru/TiO₂界面，導(dǎo)致產(chǎn)物從CH₄到CO的選擇性發(fā)生顯著變化。

詳細(xì)的表征和密度泛函理論（DFT）計算表明，Ru/TiO₂界面上的硫酸鹽顯著增強了從Ru顆粒到TiO₂載體的H轉(zhuǎn)移，削弱了Ru顆粒上CO中間體活化，抑制了CO進一步加氫為CH₄。

這一發(fā)現(xiàn)強調(diào)了微量雜質(zhì)在CO₂氫化反應(yīng)中的重要作用，并為設(shè)計和開發(fā)更高效、選擇性更強的非均相催化劑提供了啟示。

圖文解讀

圖1：Ru/TiO₂催化劑的催化性能

圖2：S和Ru在不同催化劑中的化學(xué)狀態(tài)表征

圖3：微量硫酸鹽改性催化性能的來源

文獻信息

Chen, M., Liu, L., Chen, X.?et al.?Sulfate residuals on Ru catalysts switch CO₂?reduction from methanation to reverse water-gas shift reaction.?Nat. Commun.?15, 9478 (2024).?

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/11/05/e7ef319f8a/

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