K修饰MoS₂催化剂用于CO₂高选择性加氢制甲醇

摘要

在CO₂加氢领域,MoS₂催化剂表现出独特的潜力。然而MoS₂的边缘S空位对CH₄的生成更有利,这限制了目标产物甲醇的选择性。本工作中,我们发现,通过掺杂K助剂可以显著提高MoS₂催化CO₂选择性加氢制甲醇的性能,而未修饰的MoS₂主要产生CH₄。通过一系列的表征研究,我们发现,K原子更倾向于稳定在MoS₂的边缘位点上,并向MoS₂转移电子,从而增强了MoS₂边缘位点的碱性。这有助于CO₂的吸附活化,并以较低的能垒解离为CO。此外,K助剂还有助于调控CO中间体定向转化为甲醇而非CH₄。这一发现拓展了MoS₂材料在CO₂合成甲醇中的应用。通过掺杂K助剂,我们能够更高效地利用MoS₂催化CO₂转化为甲醇,对于减缓气候变化和开发清洁能源具有重要意义。

关键词

CO₂加氢 / 甲醇 / 甲烷 / 选择性调控 / K-MoS₂

基金资助

国家重点研发计划(2022YFA1506200);; 国家自然科学基金(22208021);; 江苏省自然科学基金(BK20231075);; 中国矿业大学安全学科群项目(2022ZZX03);; 江苏省碳达峰碳中和科技创新专项资金项目(BE2022613);; 中国博士后创新人才支持计划(BX2021294)资助