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氧化銦（In₂O₃）是一種很有前途的CO₂選擇性合成CH₃OH催化劑，但是在較低的反應溫度下活性不足。

近日，荷蘭埃因霍溫理工大學Emiel J. M. Hensen（通訊作者）等人報道了他們通過使用火焰噴霧熱解（FSP）合成法篩選一系列促進劑（Co、Ni、Cu和Pd）與In₂O₃組合，發(fā)現(xiàn)Ni是最合適的第一排過渡金屬促進劑，其性能與Pd-In₂O₃相似。

通過使用FSP改變Ni/In比，對NiO-In₂O₃進行了優(yōu)化。所得到的催化劑包括In₂O₃和NiO端元件具有相似的高比表面積和形態(tài)。

CO₂加氫的主要產(chǎn)物是CH₃OH和CO，CH₄僅在高NiO負載（≥75 wt%）下被觀察到。當NiO負載量為6 wt%時，在250 °C和30 bar下CH₃OH的生成速率最高，約為0.25 g_MeOH/(g_cat h)。

通過對所制備的催化劑進行表征發(fā)現(xiàn)，在低NiO負載量（≤6 wt%）下，Ni陽離子和In₂O₃之間存在強烈的相互作用。H₂-TPR表明，由于Ni的取代，氧空位（O_v）的表面密度較高。

所用催化劑的X射線光電子能譜、X射線吸收譜和電子順磁共振分析表明，在CO₂加氫過程中，Ni離子可以作為單原子和非常小的團簇還原為Ni。密度泛函理論（DFT）計算表明，Ni促進CO₂轉(zhuǎn)化為CH₃OH的主要原因是還原性Ni表面物種上的低勢壘H₂離解，促進吸附的CO₂在O_v上加氫。

Ni-In Synergy in CO₂ Hydrogenation to Methanol. ACS Catal., 2021, DOI: 10.1021/acscatal.1c03170.

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c03170.

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