介孔碳负载镍镓银三金属催化剂催化CO2加氢制备高附加值化学品的研究

研究人员针对CO2减排与资源化利用需求，开发了介孔碳(MC)负载的Ni5Ga3Agx三金属催化剂，在170°C温和条件下实现37%的CO2转化率，甲醛产率达1435.14 μmol/(gcat·h)。该研究为绿色合成工业原料提供了新策略。

　　

随着全球CO₂浓度突破423ppm，开发碳捕集与利用(CCUS)技术成为当务之急。传统甲醛生产依赖甲醇氧化（需300-700°C高温），而CO₂直接加氢路径因反应条件苛刻、贵金属依赖等问题难以工业化。印度尼西亚大学化学系的研究团队创新性地设计出介孔碳负载的Ni₅Ga₃Ag_x三金属催化剂，在《Sustainable Chemistry for Climate Action》发表的研究中实现了低温高效转化。

研究采用浸渍法合成催化剂，通过XRD确认Ni₅Ga₃金属间化合物与Ag纳米颗粒的形成，SEM-mapping显示金属均匀分散于MC表面。BET测试显示催化剂具有5.5-6.0 nm介孔结构，固定床反应器评价在2 bar、170°C条件下进行。

催化剂表征
XRD证实Ag掺杂未破坏Ni₅Ga₃晶相，TEM显示金属纳米颗粒填充介孔通道。氮吸附测试显示Ni₅Ga₃Ag_0.1/MC比表面积达436 m²/g，孔径分布5-13 nm。

催化性能
在CO₂:H₂=1:7条件下，Ni₅Ga₃Ag_0.1/MC的CO₂转化率达37.36%，甲醛选择性>99%。对比实验显示Ag的加入使甲醛产率较NiGa/MC提升2.4倍，但过量Ag（0.5%）会降低活性。

意义与展望
该工作首次将Ni-Ga-Ag三金属体系用于CO₂加氢，其温和反应条件（170°C，2 bar）显著降低能耗。介孔碳载体解决了传统金属氧化物亲水性导致的稳定性问题，而Ag的电子调控作用增强了CO₂吸附能力。虽然当前催化剂成本高于工业铁钼催化剂，但其"碳负排放"特性为绿色化工提供了新思路，未来通过优化金属负载量及反应工程放大，有望实现技术转化。