近日，中国科学院大连化学物理研究所李灿教授领导的研究团队发现了一种基于Cd簇的Cd/TiO 2催化剂，该催化剂在CO 2转化率为15.8%时甲醇选择性为81 %，而能够在 5 MPa 时将 CH 4保持在 0.7% 以下。结果发表在《中国催化杂志》上。 

新的Cd/TiO 2催化剂，在15.8%的CO 2转化率下实现了81%的甲醇选择性，而CH 4的选择性低于0.7%。实验和计算研究相结合表明，负载在 TiO2 上的 Cd 簇的独特电子特性是通过在界面催化位点实现的 HCOO* 途径实现 CO 2加氢生成甲醇的高选择性的原因。

利用可再生能源捕获和利用二氧化碳（CCU）是实现碳中和的有效途径，因此越来越受到全球工业界和学术界的关注。CO 2利用的有前景的途径是甲醇生产（CO 2 + 3H 2 → CH 3 OH + H 2 O），因为甲醇可以用作易于运输的燃料、H 2储存分子或生产烯烃和芳烃。多相催化剂通常可用于 CO 2 加氢采用固定床反应器制取甲醇，可用于规模化工业应用。到目前为止，CuZnO 催化剂已被广泛研究用于 CO 2加氢制甲醇。然而，迄今为止报道的甲醇选择性在最佳操作条件下几乎不超过 60%，因为存在竞争性副反应，例如逆水煤气变换反应 (RWGS)。此外，铜基催化剂通常会因烧结而失活。因此，非铜催化剂近年来受到越来越多的关注。

使用 TiO 2载体通过湿法浸渍制备Cd/TiO 2催化剂。活性和选择性都随着Cd负载量的增加而增加，在3.5%Cd时达到最大值。进一步将 Cd 负载量从 3.5% 增加到 7% 只会导致活性和选择性略有下降。3.5%Cd/TiO 2催化剂在5 MPa下甲醇选择性为81%，CO 2转化率为15.8%，甲醇收率为6.7%（X（CO 2）=9.4%，S（CH 3 OH）=71%） , 在 2 MPa, 290 o C的条件下接近热力学平衡。

结构表征表明，0.35%Cd/TiO 2催化剂的Cd物质原子分散，在TiO 2上具有孤立的Cd位点。对于3.5%Cd/TiO 2 催化剂，除了孤立的Cd位点外，还会出现大量亚纳米Cd簇。当 Cd 负载量进一步增加到 7% 时，除了 Cd 簇和孤立的 Cd 位点外，还观察到纳米尺寸的 Cd 颗粒。在反应过程中，对于0.35%Cd/TiO 2和3.5% Cd/TiO 2 ，Cd物质处于+2氧化态，对于7%Cd/TiO 2，Cd物质被还原成金属态。

机理研究表明HCOO*途径是CO 2加氢制甲醇的可能途径。DFT计算表明，HCOO*、HCOOH*和CH 2 O*_H 2 O*在CdTiO 3（Cd 1结构）表面的关键反应中间体与Cd 4 /TiO上的各自状态相比要稳定得多。2接口。因此，这些中间体的演化以及催化反应配位以更高的势垒进行，这表明 Cd 4 /TiO 2的催化 CO 2加氢活性比块状 CdTiO 3高得多混合氧化物相。