如何高效转化利用CO₂是能源化工领域的研究热点。近日，中科院大连化学物理研究所研究员邓德会团队与厦门大学教授王野团队合作，在CO₂催化加氢制甲醇研究中取得重要进展。
研究团队历时近6年，首次利用富含硫空位的少层二硫化钼(MoS₂)催化剂实现了低温、高效、长寿命催化CO₂加氢制甲醇。MoS₂催化剂的活性与选择性均优于此前报道的金属氧化物催化剂，并显示出优异的稳定性，为实现低能耗、高效率的CO₂转化利用开辟了新途径。
与基于可再生能源的绿氢(H₂)反应制备甲醇是CO₂变废为宝的重要途径之一。但传统的金属氧化物催化剂需要300℃以上的反应温度，还伴随严重的逆水煤气变换反应，产生大量副产物CO。CO₂低温高效加氢制甲醇亟需寻求新的催化剂体系。
研究人员开发出具有丰富硫空位的少层MoS₂。经评价，该MoS₂催化剂能够实现低温甚至室温下CO₂和H₂的直接活化并解离，并有效抑制甲醇的过度加氢。原位表征与理论计算研究结果显示，MoS₂面内硫原子空位是催化CO₂高选择性加氢到甲醇的活性中心。
在实验室小试中，CO₂在180℃的单程转化率达12.5%，甲醇选择性达94.3%，优于此前报道的金属和金属氧化物等传统催化剂，且性能能够稳定维持3000小时而未见衰减，表现出优异的工业应用潜力。