Angew：SiO2上Lewis酸位点、Cu纳米粒子协同催化CO2加氢还原

纳米技术

2021-02-09

在Cu基催化剂进行的CO₂加氢反应中，CH₃OH的生成速率和Cu基催化剂的基底、促进剂有较高的相关性，有鉴于此，苏黎世联邦理工学院Christophe Copéret等报道了通过界面有机金属化学方法将Cu纳米粒子修饰在M=Ti, Zr, Hf, Nb, Ta等金属氧化物分散在SiO₂基底上，随后系统性的考察其CO₂加氢制备甲醇反应的活性变化规律。

本文要点：

（1）

发现当引入Lewis酸位点，CO₂催化加氢制备CH₃OH的速率提高，这可能是由于Lewis酸位点能够稳定Cu边缘甲酸、甲氧基中间体物种，作者通过Lewis酸强度、界面中间体表征进行验证。

（2）

界面中间体物种的稳定性和Lewis酸位点的强度有关。通过吡啶吸附焓、-OCH₃配位在金属上的¹³C信号，说明此类信号能够作为Lewis酸强度、CO₂加氢反应的描述符。

特别的，在Lewis酸位点上的低能量d轨道具有合适的对称性时，在M-OCH₃中间体的M-O键中导致形成π键特征，从而影响了¹³C NMR的化学位移，此类甲氧基中间体物种能够轻易的进行测试和计算。

参考文献

Christophe Copéret et al. Lewis Acid Strength of Interfacial Metal Sites Drives CH₃OH Selectivity and Formation Rates on Cu‐based CO₂ Hydrogenation Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2021

DOI: 10.1002/anie.202100672

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202100672