制备低镓负载量的Ga2O3/ZrO2催化剂用于CO2加氢制甲醇

《Energy & Fuels》：Preparation of Ga2O3/ZrO2 Catalysts with Low Gallium Loading for CO2 Hydrogenation to Methanol

选择性催化二氧化碳加氢制甲醇的研究中，采用低温等离子体分解制备0.7wt% Ga?O?/ZrO?催化剂，通过增强电子转移与界面氧空位形成促进CO?活化，甲醇时空产率达176 g/(h·kg_cat)，较热分解催化剂提升30.4%。

　　

选择性地将二氧化碳（CO₂）氢化为甲醇（methanol）受到了越来越多的关注。在这项研究中，通过热分解和低温等离子体分解镓前驱体制备了低镓负载量的Ga₂O₃/ZrO₂催化剂。等离子体分解促进了电子从ZrO₂向Ga₂O₃的转移，提高了Ga₂O₃活化氢气（H₂）的能力。同时，等离子体分解还生成了更多的Ga₂O₃/ZrO₂_O_v界面位点，这些位点有利于二氧化碳在催化剂表面以HCO₃*的形式被活化，进而进一步转化为HCOO*和CH₃O*，最终生成甲醇。所有这些因素共同提升了等离子体分解催化剂的活性。例如，在5 MPa和325 °C的条件下，含有0.7 wt%镓负载量的等离子体分解催化剂的甲醇时空产率（STY）达到了176 g_MeOH h^–1 kg_cat^–1，相比通过热分解制备的催化剂，甲醇的时空产率提高了30.4%。