JACS：＞99%的选择性！MOF中相邻Zn-Zr位点助力CO2加氢反应

ZrZnO_x在催化二氧化碳（CO₂）加氢制取甲醇（MeOH）过程中发挥了重要作用。基于此，厦门大学汪骋教授（通讯作者）等人报道了金属有机骨架（MOF）中Zn²⁺-O-Zr⁴⁺位点的构建，以揭示对生产MeOH结构要求的理解。

其中，通过利用ZnEt₂对MOF-808的Zr₆(μ₃-O)₄(μ₃-OH)₄节点进行后合成处理和温和热处理以去除封端配体，并提供暴露的金属位点进行催化而获得的Zn²⁺-O-Zr⁴⁺位点。

所制得MOF-808-Zn催化剂在250 ℃下的CO₂加氢反应中甲醇选择性＞99%、空时收率高达190.7 mg_MeOH g_Zn^-1 h^-1，并且催化活性至少可以稳定100 h。

通过X射线吸收光谱（XAS）分析表明，Zn²⁺-O-Zr⁴⁺位点取代了Zn_mO_n团簇。氢的程序升温脱附（TPD）和H/D交换实验表明，Zn²⁺位点激活了H₂。而开放的Zr⁴⁺位点也很关键，因为Zr²⁺位点在没有开放的Zr⁴⁺位点的其他MOF的Zr基节点上不能产生MeOH。CO₂的TPD揭示了在反应条件下碳酸氢根分解在生成开放的Zr⁴⁺位点用于CO₂活化的重要性。

总之，MOFs中金属氧节点的良好局部结构为阐明双功能催化位点的结构细节提供了独特的机会。

Neighboring Zn-Zr Sites in a Metal-Organic Framework for CO₂ Hydrogenation. J. Am. Chem. Soc., 2021, DOI: 10.1021/jacs.1c03283.

https://doi.org/10.1021/jacs.1c03283.