CO2加氫制甲醇是減少CO2排放和應對氣候變化挑戰的最有前景的技術之一。用于CO2制甲醇的負載型納米催化劑的常規制備通常采用分步合成，因此，最終催化劑的性能很大程度上取決于每個合成步驟的精度，而獲得的活性相的均勻性往往受到載體的化學性質和原始結構的阻礙。
近日，新加坡國立大學曾華淳課題組通過由氨基丙基硅烷和固體Cu2O模板制備的銅-有機硅酸鹽前體(Si-RNH2-Cu)，制備了具有可調組分的CuZn-硅酸鹽3D納米線網絡以實現CO2加氫生成MeOH。
所得的Si-Cu-Zn催化劑在中等條件(30 barg和200-280°C)下進行CO2加氫反應合成MeOH，在240°C時的MeOH產量為402 mgMeOH?gCu-1?h-1，MeOH的選擇性為51%。Si-Cu-Zn催化劑的優異性能歸因于結構和組成的優點，即通過在預催化劑中將Cu高度分散到原子水平并結合ZnO作為結構促進劑，實現并保持小的Cu納米顆粒(NP)尺寸。
此外，Cu NPs和部分還原的ZnO相之間的強金屬-載體相互作用(SMSI)可以進一步實現Cu-ZnO協同效應；堅固的硅質納米線網絡提供了良好的空間限制，以遏制Cu NPs的生長，同時提供催化劑的多孔形態。
該催化劑在長達一周的穩定性測試中表現出穩定的性能，同時保持其結構完整性。總體而言，這項研究為廣泛研究的Cu-ZnO系統提供一種替代設計和合成策略，以實現其在CO2加氫中的高性能。
Single Solid Precursor-Derived Three-Dimensional Nanowire Networks of CuZn-Silicate for CO2?Hydrogenation to Methanol. ACS Catalysis, 2022. DOI: 10.1021/acscatal.2c00726
