二氧化碳加氢合成甲醇是实现碳资源循环利用的重要途径，但该过程长期受困于活性与选择性难以兼顾的“跷跷板”效应。低温条件有利于甲醇合成，但二氧化碳活化动力学缓慢导致催化活性低;高温虽能提升反应速率，却易引发逆水煤气变换副反应，降低甲醇选择性。
空间解耦活性位点策略可用于高效利用二氧化碳合成甲醇。
中国科学院大连化学物理研究所孙剑研究员和俞佳枫研究员团队在《化学》杂志上发表研究，提出一种通过强金属-载体相互作用驱动包覆层结构实现活性位点“空间解耦”的新策略。研究团队利用这一设计重构催化剂表面结构，改变反应物的吸附解离模式，使二氧化碳优先在二氧化锆上吸附活化，引导反应经由甲酸盐路径合成甲醇。与传统铜位点上先断裂碳氧键后加氢的活化方式不同，该策略采用先加氢后断键的替代机制，有效抑制了一氧化碳副产物生成，同时保留了铜位点高效的氢气解离能力。
实验结果显示，在300摄氏度、3兆帕的反应条件下，该催化剂实现甲醇时空收率1.2克・克催化剂-1・小时-1，较传统商业铜锌铝催化剂提高约三倍，甲醇选择性达到92%。孙剑研究员表示：“我们的研究可能为解决从二氧化碳合成甲醇过程中活性和选择性之间长期存在的权衡问题提供一条新的途径。”
该研究第一作者为大连化物所博士研究生Habib Zada，得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。这一成果通过重塑催化剂表面结构，打破了活性与选择性的制约关系，为多功能催化剂设计提供了新思路。
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