近日，我所催化基础国家重点实验室、太阳能研究部李灿院士和王集杰研究员等在CO₂加氢制低碳烯烃方面取得新进展。团队开发了ZnZrO_x/SSZ-13串联催化剂，实现了CO₂到低碳烯烃的高选择性生成，其低碳烯烃选择性接近90%，其中丙烯选择性达到52%。

李灿团队长期致力于人工光合成相关研究，发展太阳能等可再生能源制备绿氢，进而将CO₂加氢转化为甲醇（液态阳光）以及高附加值燃料或化学品，这是典型的人工光合成过程，也是实现碳中和目标的重要技术路径。团队先后发展了以ZnZrO_x为代表的一系列金属氧化物固溶体催化剂（Sci Adv.，2017；ACS Catal.，2019；J Catal.，2021；J Catal.，2021；Chinese J. Catal.，2022），实现了CO₂高选择性加氢制甲醇，并于2020年10月完成了全球首套千吨级液态阳光工业中试示范。此外，团队还以金属氧化物固溶体催化剂为基础，发展了以ZnZrO为基础的串联催化剂用于CO₂加氢，实现了80%的低碳烯烃选择性和70%的芳烃选择性（ACS Catal.，2017；Joule，2018；Appl Catal A-Gen.，2023；Chem Comm.，2023）。

在前期工作的基础上，团队发展了ZnZrO_x/SSZ-13催化剂，进一步提高低碳烯烃选择性和单一烯烃选择性。in situ DRIFTS及动力学实验表明，该催化剂实现了CO₂加氢与烯烃形成两个反应在热力学和动力学上的耦合，表明中间体的迁移拉动了反应正向进行，降低了反应的活化能。因此，在ZnZrO_x/SSZ-13催化剂上获得低碳烯烃高选择性。

相关研究成果以“Hydrogenation of CO₂ to Light Olefins over ZnZrO_x/SSZ-13”为题，于近日发表在《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上。该工作的第一作者是我所博士研究生陈思宇。上述工作得到了国家自然科学基金委、国家自然科学基金委“人工光合成”基础科学中心项目、中国科学院A类先导专项“变革性洁净能源关键技术与示范”等项目的支持专项的支持。(文/图 陈思宇)

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202316874