高效Pt/TiO2 -NaY-x 催化剂在逆水煤气变换反应中的应用：吸附剂NaY-x 对CO2 加氢转化的增强效应

为解决逆水煤气变换（RWGS）反应中CO2 转化率受热力学限制的问题，研究人员开发了一种新型Pt/TiO2 -NaY-2复合催化剂。通过水热改性吸附剂NaY-2与Pt/TiO2 结合，实现了42.3%的CO2 转化率（远超28.6%的热力学平衡值）和100% CO选择性，并稳定运行120小时。该研究为CO2 资源化利用提供了高效催化策略。

　　

随着全球对碳中和需求的日益迫切，将CO₂
转化为高附加值化学品成为研究热点。逆水煤气变换反应（RWGS）作为CO₂
转化的关键步骤，其效率受限于热力学平衡和副反应竞争。传统催化剂在低温易发生甲烷化反应，高温则导致金属颗粒团聚。如何突破热力学限制并保持高选择性，成为该领域的核心挑战。

为解决这一问题，国内某研究团队在《Carbon Capture Science & Technology》发表研究，通过将水热改性的沸石NaY-2与Pt/TiO₂
催化剂复合，开发出高效稳定的Pt/TiO₂
-NaY-2催化剂。研究采用X射线衍射（XRD）、扫描透射电镜（STEM）、程序升温脱附（TPD）和原位红外光谱（IR）等技术，系统分析了材料的结构与性能关系。

3.1 催化剂表征
通过XRD和²⁷
Al核磁共振证实，500°C水热处理的NaY-2保留了FAU骨架结构，但部分骨架铝（Al_F
）转化为非骨架铝（Al_EF
），形成介孔结构。STEM显示复合催化剂的Pt粒径从6.01 nm降至2.99 nm，分散度显著提升。

3.2 吸附性能
H₂
O-TPD显示NaY-2在270°C和330°C出现双脱附峰，与反应温度（340°C）形成动态吸附-脱附平衡。CO-TPD表明复合催化剂对CO的吸附能力减弱，有效抑制了甲烷化副反应。

3.3 电子效应
XPS证实Pt/TiO₂
-NaY-2中25.5%的Pt物种呈电子富集态（Pt^δ?
），其CO₂
转化频率（TOF=1.863 s^-1
）是Pt⁰
位点的3.9倍，显著提升了催化活性。

3.4 反应性能
在340°C下，催化剂CO₂
转化率持续120小时高于热力学平衡值（28.6%），峰值达42.3%，且CO选择性保持100%。对比实验证明，机械混合的Pt/TiO₂
-NaY-2-c因缺乏电子相互作用，活性仅为复合催化剂的48%。

3.5 反应机制
原位IR检测到碳酸氢盐（1644 cm^-1
）、甲酸盐（1583 cm^-1
）和碳酸盐（1462 cm^-1
）中间体，证实反应遵循表面中间体分解路径。

该研究通过精准调控吸附剂与催化剂的协同作用，实现了RWGS反应热力学与动力学的双重突破。其创新性体现在：1）水热改性NaY-2创造了瞬态水脱附平衡；2）电子相互作用生成高活性Pt^δ?
物种；3）小尺寸Pt颗粒抑制副反应。这项工作为CO₂
高效转化提供了可工业化的催化剂设计范式，对推动碳中和技术发展具有重要意义。