中科院生态环境中心「国家杰青」团队，最新Nature子刊！

研究概述

高效非均相催化剂设计主要关注活性位点或载体的工程化，往往忽略了微量杂质对催化性能的影响。

基于此，2024年11月2日，中国科学院生态环境研究中心张长斌研究员、加州大学河滨分校刘福东副教授在国际期刊Nature Communications发表题为《Sulfate residuals on Ru catalysts switch CO₂reduction from methanation to reverse water-gas shift reaction》的研究论文。

该研究表明，在常压下，Ru/TiO₂上即使有微量的硫酸盐（SO₄²⁻）残留，也能将CO₂还原从甲烷化反应完全转变为逆水煤气变换（RWGS）反应。

研究人员发现，空气退火导致微量SO₄²⁻从TiO₂迁移到Ru/TiO₂界面，导致产物从CH₄到CO的选择性发生显著变化。

详细的表征和密度泛函理论（DFT）计算表明，Ru/TiO₂界面上的硫酸盐显著增强了从Ru颗粒到TiO₂载体的H转移，削弱了Ru颗粒上CO中间体活化，抑制了CO进一步加氢为CH₄。

这一发现强调了微量杂质在CO₂氢化反应中的重要作用，并为设计和开发更高效、选择性更强的非均相催化剂提供了启示。

图文解读

图1：Ru/TiO₂催化剂的催化性能

图2：S和Ru在不同催化剂中的化学状态表征

图3：微量硫酸盐改性催化性能的来源

文献信息

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).

原创文章，作者：zhan1，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2024/11/05/e7ef319f8a/

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